世界上首個可以存儲單光子形狀的量子存儲器在中國誕生，這項成果將鞏固我國在量子通信技術(shù)領(lǐng)域的世界領(lǐng)先地位。 &2,^CG  
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　　中國科學(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實驗室在高維量子信息存儲方面取得重要進展：該實驗室史保森教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在國際上首次實現(xiàn)了攜帶軌道角動量、具有空間結(jié)構(gòu)的單光子脈沖在冷原子系統(tǒng)中的存儲與釋放，證明了建立高維量子存儲單元的可行性，邁出了基于高維量子中繼器實現(xiàn)遠距離大信息量量子信息傳輸?shù)年P(guān)鍵一步。這項研究成果在線發(fā)表在《自然 通訊》上。該研究得到國家自然科學(xué)基金委、中科院和科技部的支持。 +XpQ9Cd  
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　　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二維空間，因而一個光子攜帶的信息量是一個比特。如果能將光子編碼在一個高維空間（如軌道角動量空間），則單個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�性，并且在量子力學(xué)的一些基本問題的研究方面也有非常重要的應(yīng)用。 - sL4tMP  
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　　遠距離量子通信的實現(xiàn)和量子網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成必須借助于量子中繼器，而量子存儲單元是構(gòu)成量子中繼器的核心，實現(xiàn)光子攜帶信息在存儲單元中的存儲與釋放是實現(xiàn)中繼功能的關(guān)鍵。雖然這方面的研究已取得重大進展，但到目前為止實驗存儲的單光子均為高斯脈沖，且被編碼于二維空間，只能實現(xiàn)一個比特的存儲。因而，能否實現(xiàn)編碼于高維空間光子的量子存儲是提高量子通信效率、構(gòu)建基于高維中繼器的遠距離量子通信系統(tǒng)和量子網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。 6
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　　盡管人們已成功實現(xiàn)攜帶高維空間信息的光脈沖在不同存儲體系中的存儲，但到目前為止，所有光脈沖均為經(jīng)典強光或衰減的弱相干光，能否實現(xiàn)和如何實現(xiàn)在單光子條件下高維量子態(tài)的存儲仍然是量子信息領(lǐng)域中一個急待解決的熱點問題。 r
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　　史保森教授和博士生丁冬生等一直致力于解決以上問題，并在具有空間結(jié)構(gòu)的光脈沖存儲方面取得了系列進展。最近他們首次成功地實現(xiàn)了攜帶軌道角動量、具有空間結(jié)構(gòu)的單光子脈沖的存儲與釋放，證明了高維量子態(tài)的存儲是完全可行的。該小組通過兩個磁光阱制備了兩個冷原子團，利用其中一個冷原子團通過非線性過程制備標記單光子，并通過螺旋相位片使該光子攜帶一定的軌道角動量，具有特殊的空間結(jié)構(gòu)。而后利用電磁誘導(dǎo)透明效應(yīng)將其存儲于另一個作為存儲介質(zhì)的冷原子團中，實驗結(jié)果清楚地證明了單光子攜帶的軌道角動量可以高保真地被存儲。 Nc:0opPM  
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　　同時該小組借助于精心設(shè)計的Sagnac干涉儀，通過量子層析技術(shù)和干涉技術(shù)成功地證明了單光子軌道角動量的疊加性也可以在存儲過程中很好地保持，而態(tài)的疊加特性是量子信息之所以不同于經(jīng)典信息的根本之處。