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“留光”1小時!我國科學(xué)家刷新世界紀(jì)錄邁向“量子U盤”
最后更新: 2021-04-25 22:35:21新華社合肥4月25日電(記者徐海濤)光以每秒30萬公里的速度運動,讓它“慢下來”乃至“停留下來”,是重要的科研問題。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)25日發(fā)布消息,該校李傳鋒、周宗權(quán)研究組近期成功將光存儲時間提升至1小時,大幅刷新8年前德國團隊創(chuàng)造的1分鐘的世界紀(jì)錄,向?qū)崿F(xiàn)量子U盤邁出重要一步。國際學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》日前發(fā)表了該成果,審稿人認(rèn)為“這是一個巨大成就”。
光是現(xiàn)代信息傳輸?shù)幕据d體,光纖網(wǎng)絡(luò)已遍布全球。光的存儲在量子通信領(lǐng)域尤其重要,因為用光量子存儲可以構(gòu)建量子中繼,從而克服傳輸損耗建立遠(yuǎn)程通信網(wǎng)。另一種遠(yuǎn)程量子通信解決方案是量子U盤,即把光子保存起來,通過運輸U盤來傳輸量子信息??紤]到飛機和高鐵等運輸工具的速度,量子U盤的光存儲時間需要達到小時量級,才有實用價值。
李傳鋒、周宗權(quán)研究組長期研究這一領(lǐng)域,他們2015年研制出光學(xué)拉曼外差探測核磁共振譜儀,刻畫了摻銪硅酸釔晶體光學(xué)躍遷的完整哈密頓量。近期,他們在實驗上取得重大突破,結(jié)合“原子頻率梳”等技術(shù),成功實現(xiàn)光信號的長壽命存儲。
在實驗中,光信號經(jīng)歷了光學(xué)激發(fā)、自旋激發(fā)、自旋保護脈沖等一系列操作后,被重新讀取為光信號,總存儲時間達到1小時,而且光的相位存儲“保真度”高達96.4±2.5%。
“簡單來說,我們就是用一塊晶體把光‘存起來’,一個小時后取出來發(fā)現(xiàn),它的相位、偏振等狀態(tài)信息還保存得很好?!崩顐麂h說,光的狀態(tài)信息很容易消失,這個研究大大延長了保存的時間,也因此有望催生一系列創(chuàng)新應(yīng)用。
比如,將兩臺相距較遠(yuǎn)的望遠(yuǎn)鏡捕捉到的光,保存后放到一起進行“干涉”處理,可以突破單個望遠(yuǎn)鏡的尺寸局限,大幅提升觀測的精度。
量子U盤對構(gòu)建全球量子通信網(wǎng)具有重要意義。李傳鋒介紹,為實現(xiàn)量子U盤,不僅要高精度的“留住光”,還要提升信噪比,這也是他們下一步努力的方向。
- 原標(biāo)題:“留光”1小時!我國科學(xué)家刷新世界紀(jì)錄邁向“量子U盤”
- 責(zé)任編輯: 李天宇 
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