記者從中國科學技術大學獲悉，該校中科院量子信息重點實驗室李傳鋒研究組，近期在國際上首次成功實現(xiàn)確定性單光子的多模式固態(tài)量子存儲，并創(chuàng)造了100個時間模式的存儲模式數(shù)世界最高水平，為實現(xiàn)量子中繼和全固態(tài)量子網絡打下了基礎。

量子網絡被認為可能是替代現(xiàn)有互聯(lián)網的新一代信息網絡，其核心技術是量子糾纏分發(fā)。但由于不可避免的傳輸損耗，目前在信道中直接進行糾纏分發(fā)只能達到百公里量級，要實現(xiàn)更遠程的分發(fā)需要基于量子存儲的量子中繼技術。而目前基于概率性光源的量子存儲的分發(fā)時間過長，預計將在分鐘量級以上。

在國家科研項目支持下，中科大李傳鋒研究組近期采用了一種新的技術方案，他們利用自組織量子點產生確定性單光子源，然后通過光纖傳輸?shù)?米外的另一張光學平臺上的固態(tài)量子存儲器中。利用局部光學加熱方法調節(jié)單光子的波長，與固態(tài)量子存儲器的操作波長相匹配，然后把單光子存儲到研究組自主研發(fā)的固態(tài)量子存儲器中，并測得單光子偏振態(tài)的存儲保真度為91.3%。

之后，他們進一步實驗實現(xiàn)確定性單光子的100個時間模式的多模式量子存儲，即一次可以存儲100個脈沖、每個脈沖中有一個單光子，該模式數(shù)創(chuàng)造了世界最高水平。

10月15日，國際著名學術期刊《自然·通訊》發(fā)表了該成果，審稿人給予高度評價，認為朝著量子中繼的正確方向邁出了重要一步。李傳鋒介紹，該成果實驗演示了加速糾纏分發(fā)的兩個最重要的要素，即確定性量子光源和多模式量子存儲。前者可以指數(shù)加速糾纏分發(fā)，后者可以線性加速，兩者結合在一起預計可以使遠程糾纏分發(fā)的時間縮短到毫秒量級。（記者徐海濤）