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【新华社】“降噪”99.85%!我国科学家实现原创性量子存储方案

来源:新华社(she)发(fa)布时间:2020-07-21

  新华社(she)合肥(fei)7月20日电(记者徐海涛)近期(qi),中(zhong)(zhong)国科学技术大学郭光灿院士团队中(zhong)(zhong)的(de)李传锋(feng)、周(zhou)宗权(quan)研究组,提出一种无噪(zao)声光子回(hui)波(bo)方案,成功将背景噪(zao)声从1光子降(jiang)低到0.0015光子,实现高保真(zhen)度的(de)固态量(liang)子存储,对研发量(liang)子U盘和量(liang)子网络具(ju)有重要意义。

  光子回波(bo)(bo)是原子与(yu)一系列电磁波(bo)(bo)脉冲相互作用(yong)(yong)时(shi)发出的相干(gan)辐射(she),听上去很(hen)难(nan)理解,但科学家已经利(li)用(yong)(yong)它实(shi)现了很(hen)多应用(yong)(yong)。

  “大家都知道回(hui)声(sheng),是声(sheng)音遇到障碍物形成的。当光(guang)子(zi)(zi)遇到原(yuan)子(zi)(zi),也会发生回(hui)波(bo)现(xian)象。”周宗(zong)权副教授说,光(guang)子(zi)(zi)回(hui)波(bo)最(zui)著名的应(ying)用(yong)(yong)是核磁共振成像,使用(yong)(yong)射频波(bo)段的光(guang)子(zi)(zi)与人(ren)体中的原(yuan)子(zi)(zi)相互作用(yong)(yong),可以产生反映人(ren)体状况的图像,对医学诊断(duan)具有重要意义。

  近期,李传锋、周宗权研究组基于四能(neng)级的原子系统提出(chu)了无噪声光子回波方案,创造性地结合不同频率的控(kong)制脉冲以(yi)及两次重聚过程(cheng),可通过频谱(pu)滤波严格消除自发辐射噪声。

  他(ta)们在掺铕硅(gui)酸钇晶体中实(shi)(shi)现了该(gai)方案(an),实(shi)(shi)测(ce)的背景噪声为0.0015光子,比(bi)之前光子回(hui)波实(shi)(shi)验(yan)的噪声降低了99.85%。在单(dan)光子信号(hao)入射的条件下,回(hui)波的信噪比(bi)达42.5,光量子比(bi)特(te)的存储保(bao)真度高(gao)达95.2%。

  7月19日,国际知名学术期刊《自然·通讯(xun)》发(fa)表了该成(cheng)果。审稿(gao)人认为(wei),这是(shi)通往高(gao)性(xing)能量子存储器的(de)一项重要进展。

  据了(le)解,这一原创性(xing)方案对建立超导量子(zi)计算机的微(wei)波光(guang)子(zi)学界面,以及基于(yu)光(guang)波光(guang)子(zi)的大尺度量子(zi)网络具有重要意义,目前已申请发明专(zhuan)利。

新华社合肥7月(yue)20日电

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