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中新社合肥11月8日電 (記者 吳蘭)記者8日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校郭光燦院士團隊在長時間空間多模量子態(tài)存儲方向取得新進展——儲存時間達400微秒。

相關(guān)研究成果近日發(fā)表于國際著名學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》(Physical Review Letters)。

長距離量子通信的實現(xiàn)離不開量子中繼，其中量子存儲器是構(gòu)建量子中繼的核心。由于冷原子系綜具有集體增強效應(yīng)以及光譜一致性，可以有效地存儲光子的量子態(tài)，因此作為極具潛力的量子存儲器介質(zhì)而備受青睞。

眾多工作表明，將多模存儲器布局到量子網(wǎng)絡(luò)中，能大幅度提高信道容量。盡管多模量子存儲領(lǐng)域已取得重要進展，但基于冷原子系綜的長時間空間多模存儲還存在許多科學(xué)問題亟待解決，其中之一是難以保證所存的多模量子態(tài)在長時間存儲之后仍具有較高的保真度。

史保森、丁冬生領(lǐng)導(dǎo)的科研團隊基于光子軌道角動量自由度，開展了高維多模光子態(tài)的長時間存儲研究，取得重要進展。在工作中，團隊通過系列操控和制備，進一步延長存儲時間，并實現(xiàn)了對單光子量級信號光的濾波和探測。

實驗發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過400微秒的存儲時間后絕對保真度遠高于通過脈沖平均光子數(shù)和存儲效率計算出的量子—經(jīng)典界限，表明該存儲器仍可以工作在量子領(lǐng)域。同時，當(dāng)存儲時間從10微秒延長到400微秒時，存儲器的讀出效率由10.7%衰減到4.7%，降低了不到60%。研究成果對高容量量子網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建具有重要參考意義。