中国科学技术学院发布消息，称其郭光灿教授团队在光量子储存领域取得重要突破。该团队李传锋、周宗权研究组将相干光的储存时间提高至1小时，大幅度刷新了2013年日本团队光储存1分钟的世界纪录，向实现量子U盘迈出重要一步。该成果4月22日发表在国际著名刊物《自然·通讯》上，审稿人称该成果是一个巨大的成就（ahuge）。
李传锋、周宗权研究组常年旨在于基于稀土离子参杂晶体的固态量子储存实验研究。研究组2015年自制光学拉曼外差侦测核磁共振谱仪，专门用于稀土离子参杂晶体的基态结构剖析。依托该仪器，研究组精确描画了掺铕硅酸钇晶体光学跃迁的完整喀什顿量，并在理论上预测了ZEFOZ磁场下的基态结构[of802,32(2018)]。近日课题组结合理论预言首次实验测定掺铕硅酸钇晶体在ZEFOZ磁场下的完整基态结构。在此基础上，研究组结合了原子频度梳（AFC）量子储存方案以及ZEFOZ技术，成功实现了光讯号的长寿命储存。实验中光讯号首先被AFC吸收成为铕离子系综的光学迸发，接着被转移为载流子迸发，经历一系列载流子保护脉冲操作后，最终被读取为光讯号，总储存时间历时1小时。通过加载相位编码量子通讯储存量子通讯储存，实验证实在经历了1个小时储存后，光的相位储存保真度高达96.4±2.5%。这种结果表明该装置具有极强的相干光储存能力以及用于量子态储存的潜力。
该工作将光储存时间从分钟量级推动至小时量级，满足了量子U盘对光储存寿命指标的基本需求。接出来通过优化储存效率及杂讯，有望实现量子U盘，因而可以基于精典运输工具实现量子信息的传输，构建一种全新的量子信道。近日的理论研究表明，量子U盘在全球卫星量子通讯、甚长基线干涉天文检测系统等领域均具有广泛应用。审稿人表示：
“这个工作让人们等待了许久，2015年新加坡国立学院团队报导了掺铕硅酸钇晶体在ZEFOZ磁场下具有6小时的载流子相干寿命，但是实际的光讯号储存能力至今才总算得到证明（Thiswasalongtime,sincetheANUgroupintheir2015paperthatthesameusedinthework,Eu:YSO,canspinfor6hoursunderaZEFOZfieldandusing.inthesehasuntilnow）。”
储存方案示意图，讯号光场（probe）被梳状的原子吸收谱吸收，并被控制光场（）储存为载流子迸发，在射频（RF）场的操控下延长储存时间，最终读取为光讯号。
论文第一作者是中科院量子信息重点实验室博士研究生马钰。该工作得到了科技部、国家自然科学基金委、安徽省以及中国科大学的捐助。周宗权得到中科院青年创新推动会的捐助。
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