최근 중국 과학 기술 대학의 Guo Guangcan 학자가 이끄는 Li Chuanfeng과 Zhou Zongquan의 연구 그룹은 어븀 도핑 도파관을 기반으로 통신 대역에서 광자의 주문형 양자 저장을 실현했습니다. 대규모 광섬유 양자 네트워크 구축. 이번 연구 결과는 최근 국제학술지 피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)에 게재됐다.
양자 메모리는 양자 네트워크의 핵심 장치입니다. 필요에 따라 얽힌 광자를 읽음으로써 장거리 광섬유 전송의 지수 손실을 다항식 손실로 줄일 수 있습니다. 기존의 광섬유 네트워크를 이용해 양자 네트워크를 구축하기 위해서는 양자 메모리가 통신 대역에서 작동해야 한다. 희토류 에르븀 이온은 통신 대역에서 독특한 광전이를 가지며, 통신 대역에서 양자 메모리를 구현하기 위한 중요한 후보 물질이다. 그러나 통신 대역의 기존 양자 메모리의 판독 시간은 광자가 기록되기 전에 미리 설정되어 있어 주문형 판독을 실현할 수 없습니다.
Li Chuanfeng과 Zhou Zongquan의 연구 그룹은 레이저 직접 기록 기술을 사용하여 에르븀 도핑된 이트륨 실리케이트 결정에 광 도파관을 독립적으로 처리하고 도파관의 양쪽 끝에 일반 단일 모드 광섬유를 직접 붙여넣고 통합했습니다. 온디맨드 판독을 달성하기 위해 연구팀은 전자 증착 기술을 추가로 사용하여 도파관 양쪽의 온칩 전극을 처리하여 전기장 유도 스타크 효과를 사용하여 에르븀 이온의 일관된 진화를 제어했습니다. 실시간으로 도파관. 에르븀 이온의 전자 스핀을 분극화하고 핵 스핀 상태를 초기화함으로써 광자 저장 효율이 10.9%로 증가했으며, 이는 이전에 보고된 통합 통신 대역용 양자 저장에 비해 5-배 개선된 것입니다. 전기장에 의해 조절되는 온디맨드 양자 스토리지의 충실도는 98.3%에 이르며 스토리지 효율성 및 광자 통계를 고려한 고전적 한계를 훨씬 초과합니다.
이번 성과는 에르븀 이온 기반 통신 대역에서 온디맨드 양자저장을 구현하며, 이 광섬유 집적소자는 기존 광섬유 네트워크에 직접 연결할 수 있다. 고전 통신 분야에서 에르븀 도핑 광섬유 증폭기의 발명은 장거리 광섬유 통신을 현실로 만들었습니다. 마찬가지로 에르븀 이온을 기반으로 한 양자 저장은 장거리 양자 통신에서 기하급수적 손실을 극복하는 데에도 사용할 수 있어 양자 네트워크에서 에르븀 이온을 다시 사용할 수 있습니다. 건설에 중요한 역할.
이 성과는 리뷰어들로부터 높은 평가를 받았습니다.
