寬帶高速量子通信研究邁出關鍵一步
發(fā)布時間：2015-04-07近日，中國科大教授史保森領導的科研小組利用冷原子系綜作為存儲介質，在國際上首次利用拉曼存儲協議，分別成功實現了單光子的路徑和偏振混合糾纏態(tài)以及雙光子偏振糾纏態(tài)的量子存儲。研究成果于近日在線發(fā)表在學術刊物《自然―光子學》上。
該工作對未來實現高速、寬帶量子通信具有重要意義?！蹲匀花D光子學》審稿人認為：“這是該領域第一個標志性成果，為該熱點研究領域建立了一個基準點?！彼膶崿F為未來構建基于光纖系統的高速量子網絡以及高速線性量子計算奠定了堅實基礎。
史保森介紹：“我們借助sagnac干涉儀，清晰地證明了偏振糾纏的高保真存儲。”
眾所周知，實現寬帶、高速的信息傳輸和處理是所有通信系統追求的目標。光量子糾纏是實現可擴展的線性量子計算和構建量子通信網絡的核心量子資源，而光量子糾纏的存儲則是實現量子計算和量子網絡通信的關鍵技術之一。因此，寬帶光子糾纏態(tài)的存儲自然成為構建高速量子網絡的基礎，也是量子信息技術走向實用化和普及化必須解決的關鍵技術之一。此外，一個光子擁有多種自由度，例如偏振、路徑以及軌道角動量等。寬帶多自由度光量子混合糾纏態(tài)的存儲也是實現高速量子網絡的關鍵技術之一。
實現量子存儲的方案有很多種。其中，拉曼存儲協議相比于其他方案具有很多優(yōu)點，如可以實現寬帶信號存儲、存儲信號的頻率具有可調性等。不過，盡管科研人員已在固體、原子氣體以及分子氣體等系統成功地實現了基于拉曼協議的光信息存儲，但迄今為止所有光脈沖均為經典強光或衰減的弱相干光，尚無任何偏振糾纏光子的量子存儲報道。
