中国研制出世界最高效固态量子存储器

中国科学技术大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室李传锋研究组,成功实现确定性单光子的多模式固态量子存储,一次可以存储100个量子比特,创造了世界最高水平。该成果发表在10月15日的著名学术期刊《自然·通讯》上。此前8月,该研究组在固态系统中首次实现对三维量子纠缠态的量子存储,保真度高达99.1%,发表在物理学国际权威期刊《物理评论快报》上。

量子通信被认为是绝对安全的通信方式,基本原理是利用单个光子加密携带一个量子比特的信息进行传输。目前量子通信只能达到百公里量级,要实现千公里以上的长程量子通信则需要基于量子存储的量子中继技术。目前已经实现的量子中继方案,长程发送一个量子比特的信息所需时间在分钟量级以上。

远程量子纠缠是实现长程量子通信、分布式量子计算及量子精密计量等的核心资源。理论上可以基于纠缠光子的量子存储及纠缠交换技术构建量子中继,进而建立千公里量级的量子网络。然而受限于光源、存储器及探测器的效率等因素,量子网络预期传输速率非常低。

加快传输速度有两个办法,一是采用确定性单光子源,即利用单个原子发光,每次只发射一个光子;二是利用多模式存储,即一次存储就可以存多个量子比特,而普通的量子存储一次只能存一个量子比特的信息。

据了解,李传锋研究组2012年建立中国首个固态量子存储研究平台,并在国际上率先实现光子偏振态的两维固态量子存储,创造了99.9%的保真度这一世界最高水平。

在此基础上,研究组利用光的轨道角动量进行编码,首次研制出窄带高维纠缠光源,然后将此纠缠源存入固态量子存储器中,结果显示三维纠缠态的存储保真度达到99.1%。科研人员们进一步分析该量子存储的高维特性,结果表明该存储器可对高达51维的量子态进行有效存储。

李传锋表示,高维轨道角动量存储技术可用于存储器的多模式存储,以提升量子网络的传输速率及未来量子U盘的存储容量。利用多模式存储,这种新颖的量子存储器的存储容量有望超过100万个量子比特。基于该技术,可以使长程发送一个量子比特需要的时间缩短到毫秒量级,即传输速度可以提高四个量级。同时,该成果还首次实现了两个固态量子节点,即固态人造原子光源与固态量子存储器的对接,向实现全固态量子网络迈出了重要一步。

原文发布于微信公众号 - 新智元(AI_era)

原文发表时间:2015-10-22

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

发表于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

来自专栏顶级程序员

清华研发神技能:用意念回复微信

转自网络 不用打字,不用语音,清华大学正在研究一种新型人机交互技术——用意念来进行与计算机交互,彻底放飞双手。据人民网报道,近日,记者走进清华大学脑机接口实验...

3736
来自专栏Android群英传

数据可视化是如何被创造出来的

721
来自专栏Miguel三先生

浅谈【知觉图】

1384
来自专栏量子位

陈天奇的tvm更新了:VTA,开源AI芯片栈

1214
来自专栏新智元

图灵奖得主展望新黄金时代,拿什么拯救摩尔定律?

954
来自专栏CDA数据分析师

Google数字营销布道师Avinash Kaushik:如何用数据分析闭环引爆百亿美金公司订单3倍增长?

最近读了谷歌数字营销布道师 Avinash Kaushik (他同时也是畅销书 Web Analytics 2.0 作者)写的:The Lean Analyti...

2136
来自专栏程序员笔记

设计谜题

1456
来自专栏企鹅号快讯

别人家的程序员:如何克服骗子综合症,避开自我怀疑的陷阱

骗子综合症(Impostor Syndrome)困扰着很多人,即使他们在某些方面取得了成功,却把成功归因于外部因素,否定了自身做出的努力。对于程序员来说,他们该...

1879
来自专栏新智元

【机器人解魔方秒杀人类】MIT学生开发机器人解魔方仅需0.38秒!(视频)

麻省理工学院(MIT)学生Ben Katz和软件开发人员Jared Di Carlo共同创建的全新机器人以0.38秒解开三阶魔方,打破此前的0.637秒记录...

35016
来自专栏FreeBuf

耳朵解锁手机:雅虎带来最新生物识别技术BodyPrint

从今以后,你不再需要输入锁屏密码或者用指纹解锁。需要解锁时,你只需将手机放在你的耳边——这是来自雅虎研究实验室的idea,它不需要现在市面上主流的指纹生物解锁器...

1859

扫码关注云+社区