中国科学院刘佳 图1 (a)零磁场下151 Eu ^ 3+离子的能级结构
实验装置图
标记为AOM 1和AOM 2的声光调制器用于产生预备光束和输入光束
输入光束和预备光束由一个反射-透射比为90 ∶ 10的分束器合成
组合光束被耦合到波导中,然后被收集到带有透镜组的单模光纤中
机械快门1和快门2确保单光子探测器免受强预备光的影响
插图:显微镜下的片上量子存储器俯视图
在样品上制作六个轨道,间距为23微米,形成五个ⅳ型波导
量子存储采用插入损耗最小的中心存储
银线为储存时间控制提供电场
光纤耦合器,HWP:半波片
物理评论快报
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拉脱维亚人
125, 260504 中国科学院中国科学技术大学量子信息重点实验室的研究人员首次展示了集成固态量子存储器中光子量子比特的按需存储
这项工作发表在《物理评论快报》上
量子存储器是构建大规模量子网络的核心技术
基于量子存储器的量子中继器或量子硬盘可以有效克服信道中的光子损耗,从而延长量子网络的工作距离
按需存储要求确定光子被量子存储器吸收后的存储时间,这对量子网络至关重要
然而,迄今为止所展示的集成固态量子存储器都是基于具有预定存储时间的原子频率梳方案
为了实现按需存储,研究人员采用了一种改进的量子存储方案:斯塔克调制原子力显微镜方案
他们利用斯塔克效应,通过引入两个电脉冲来控制量子存储器的存储时间,从而实时控制稀土离子的演化
研究人员首先使用飞秒激光微加工(FLM)系统在掺铕硅酸钇晶体的表面制作光波导,然后在光波导的两侧放置两个片上电极,这样存储时间可以用晶体管-晶体管逻辑兼容电压实时控制
光波导的插入损耗低于1 dB,这是目前报道的集成固态量子存储器的最佳值
他们展示了用这种集成固态量子存储器按需存储时间仓量子位,存储保真度为99
3% 0
2%
这一结果接近于块状晶体(99
9%,PRL108,190505),这也是2012年同一研究小组报告的
高保真度表明了这种集成量子存储器的可靠性
这项工作对于构建大容量量子存储器和量子网络具有重要意义
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