中新社合肥4月25日電 (記者 吳蘭)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)25日消息：該校郭光燦院士團(tuán)隊(duì)李傳鋒、周宗權(quán)研究組近期將光存儲時(shí)間提升至1小時(shí)，大幅刷新2013年德國團(tuán)隊(duì)所創(chuàng)造的光存儲1分鐘的世界紀(jì)錄，向?qū)崿F(xiàn)量子U盤邁出重要一步。

這一成果近日發(fā)表在國際知名期刊《自然·通訊》(Nature Communications)上。

當(dāng)前，光纖網(wǎng)絡(luò)遍布全球，光已成為現(xiàn)代信息傳輸?shù)幕据d體。光速高達(dá)30萬公里每秒，降低光速乃至讓光停留下來，是國際學(xué)術(shù)界孜孜以求的目標(biāo)。光的存儲在量子通信領(lǐng)域尤其重要，這是因?yàn)榛诠饬孔哟鎯梢詷?gòu)建量子中繼，從而克服信道損耗建立起大尺度量子網(wǎng)絡(luò)。另一種遠(yuǎn)程量子通信的解決方案是量子U盤，即把光子存儲到超長壽命量子存儲器中，然后通過直接運(yùn)輸量子U盤來傳輸量子信息。

研究人員通過自制光學(xué)拉曼外差探測核磁共振譜儀，依托該儀器精確刻畫了摻銪硅酸釔晶體光學(xué)躍遷的完整哈密頓量，并在理論上預(yù)測了一階塞曼效應(yīng)為零(ZEFOZ)磁場下的能級結(jié)構(gòu)，并成功實(shí)現(xiàn)光信號的長壽命存儲。

實(shí)驗(yàn)中，光信號首先被原子頻率梳吸收成為銪離子系綜的光學(xué)激發(fā)，接著被轉(zhuǎn)移為自旋激發(fā)，經(jīng)歷一系列自旋保護(hù)脈沖操作后，最終被讀取為光信號，總存儲時(shí)間長達(dá)1小時(shí)。通過加載相位編碼，實(shí)驗(yàn)證實(shí)在經(jīng)歷了1個(gè)小時(shí)存儲后，光的相位存儲保真度高達(dá)96.4±2.5%。

量子U盤在全球衛(wèi)星量子通信等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。這一成果將光存儲時(shí)間從分鐘量級推進(jìn)至小時(shí)量級，滿足了量子U盤對光存儲壽命指標(biāo)的基本需求。接下來，通過優(yōu)化存儲效率及信噪比，有望實(shí)現(xiàn)量子U盤，從而可以基于經(jīng)典運(yùn)輸工具實(shí)現(xiàn)量子信息的傳輸，建立一種全新的量子信道。(完)