中國(guó)研制出世界首個(gè)單光子量子存儲(chǔ)器
世界上首個(gè)可以存儲(chǔ)單光子形狀的量子存儲(chǔ)器在中國(guó)誕生,這項(xiàng)成果將鞏固我國(guó)在量子通信技術(shù)領(lǐng)域的世界領(lǐng)先地位。 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士領(lǐng)導(dǎo)的中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在高維量子信息存儲(chǔ)方面取得重要進(jìn)展:該實(shí)驗(yàn)室史保森教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了攜帶軌道角動(dòng)量、具有空間結(jié)構(gòu)的單光子脈沖在冷原子系統(tǒng)中的存儲(chǔ)與釋放,證明了建立高維量子存儲(chǔ)單元的可行性,邁出了基于高維量子中繼器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離大信息量量子信息傳輸?shù)年P(guān)鍵一步。這項(xiàng)研究成果在線發(fā)表在《自然 通訊》上。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金委、中科院和科技部的支持。 量子通信系統(tǒng)中作為載體的單光子所攜帶的信息量的大小與所處編碼的空間維數(shù)有關(guān)。目前光子主要編碼在一個(gè)二維空間,因而一個(gè)光子攜帶的信息量是一個(gè)比特。如果能將光子編碼在一個(gè)高維空間(如軌道角動(dòng)量空間),則單個(gè)光子所能攜帶的信息量將大幅度增加,極大地提高量子通信的效率。此外,利用光子的高維編碼態(tài)還可以提高量子密鑰傳輸?shù)陌踩裕⑶以诹孔恿W(xué)的一些基本問(wèn)題的研究方面也有非常重要的應(yīng)用。 |