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中国完成世界第一个存储单光子形状的量子存储器

发布时间:2021-07-20 00:19
本文摘要:史保森教授和博士生丁冬生子等仍然致力于解决问题以上问题,并在具备空间结构的光脉冲存储方面所获得系列进展(PRA,87,013835,013845,053830,(2013))。最近他们首次顺利地构建了装载轨道角动量、具备空间结构的单光子脉冲的存储与获释,证明了高维量子态的存储是几乎不切实际的。该小组通过两个磁光阱制取了两个冻原子团,利用其中一个冻原子团通过非线性过程制取标记单光子,并通过螺旋振幅片使该光子装载一定的轨道角动量,具备类似的空间结构。

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史保森教授和博士生丁冬生子等仍然致力于解决问题以上问题,并在具备空间结构的光脉冲存储方面所获得系列进展(PRA,87,013835,013845,053830,(2013))。最近他们首次顺利地构建了装载轨道角动量、具备空间结构的单光子脉冲的存储与获释,证明了高维量子态的存储是几乎不切实际的。该小组通过两个磁光阱制取了两个冻原子团,利用其中一个冻原子团通过非线性过程制取标记单光子,并通过螺旋振幅片使该光子装载一定的轨道角动量,具备类似的空间结构。

而后利用电磁诱导半透明效应将其存储于另一个作为存储介质的冷原子团中,实验结果确切地证明了单光子装载的轨道角动量可以高保真地被存储。同时该小组借助精心设计的Sagnac干涉仪,通过量子层析技术和干涉技术顺利地证明了单光子轨道角动量的变换性也可以在存储过程中很好地维持,而态的变换特性是量子信息之所以不同于经典信息的显然之处。

该研究成果在月公开发表前曾递交到学术网站arxiv,马上引发人们的普遍注目。MIT的TechnologyReview网站以“第一个存储单光子形状的量子存储器在中国揭露面纱”为题展开了大力评价,副标题为:“世界上第一个可以存储单光子空间结构的量子存储器在中国问世”。

随后多家网站展开了刊登和体育节目。目前该项工作在线公开发表在《大自然·通讯》,并获得审稿人的高度评价:“这是一项令人印象十分深刻印象的工作,它为较慢发展的量子存储研究制订了一个十分低的标准。事实上作者可以将这项工作分为两篇论文,但作者将这项工作中所展出的单光子的产生、存储、获释及轨道角动量的操纵等方面的技术能力融合在一起,代表了量子技术发展中一个令人激动的分水岭。

这项工作将在量子信息和量子原子光学领域产生根本性影响,也应当是其它物理领域读者十分感兴趣的工作。因而我非常高兴地引荐它的公开发表,并且期望作者作出更好的工作。”这项工作获得国家基金委、中科院和科技部的反对。


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