中国科学家实现世界最高保真度的固态量子存储器

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/03/29 14:25:50
近日,中国科学技术大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室李传锋研究组,在固态系统中实现了目前世界上最高保真度的量子存储器,保真度高达99.9%。研究成果发表在5月11日出版的美国《物理评论快报》上,并被美国物理学会网站Physics Synopsis栏目作为亮点报道。

量子存储器是量子信息领域的核心器件之一,是量子隐形传态、量子密集编码等基本量子信息过程的必需元件。同时,它还可用来实现量子中继,以解决远程量子通讯中的信息损耗问题,以及用于分布式量子计算、量子精密测量等方面。

国际上常用的量子存储器,如冷原子、玻色-爱因斯坦凝聚等,存在带宽窄和扩展性差等缺点,难以应用于实用化的量子网络。近几年兴起的基于稀土离子掺杂晶体的固态量子存储器件虽然具有寿命长、稳定性高、带宽较宽且扩展性强等诸多优点,在诸多性能指标上已超越其他量子存储器,但由于稀土离子掺杂晶体只对某一偏振态的光起作用,已研制出的固态量子存储器都是针对单一偏振态的。在实际应用中,光的各种偏振态是量子信息最方便的载体,怎样实现光子偏振态的固态量子存储器成为国际学术界亟需解决的难题。

李传锋研究组利用两块1.4毫米厚的掺钕钒酸钇晶体(一种性能优良的激光晶体),分别处理光的两种正交偏振态,同时把一片特殊设计的半波片置于两块晶体之间,来实现这两种偏振态的互换。整个量子存储器就像一片很小的“三明治”,紧凑而稳定,便于扩展和集成。

在实验中,他们摒弃了传统的固态量子存储方案中使用的共线式光路设计,设计出了交叉式光路,使得预处理用的泵浦光与待存储的光不再重合,从而降低了泵浦光带来的噪声,极大地提高了存储器的保真度。他们利用量子过程层析技术分析验证该存储器的保真度可达99.9%,远高于此前单光子偏振存储95%的最高保真度,是当前国际上各种量子存储器中保真度最高的。审稿人称赞说:“本工作新颖地解决了在固态器件中存储偏振比特的重要问题”。

该研究首次实现了光子偏振态的固态量子存储,对进一步提高量子通信网络、分布式量子计算网络等元件的小型化和集成化具有重要意义。同时,此超高保真度量子存储可应用于容错量子计算等具有苛刻要求的研究领域。

该项研究受到科技部和国家自然科学基金委的资助。
http://www.cnbeta.com/articles/186917.htm
(中国院量子信息重点实验室、新闻中心)近日,中国科学技术大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室李传锋研究组,在固态系统中实现了目前世界上最高保真度的量子存储器,保真度高达99.9%。研究成果发表在5月11日出版的美国《物理评论快报》上,并被美国物理学会网站Physics Synopsis栏目作为亮点报道。

量子存储器是量子信息领域的核心器件之一,是量子隐形传态、量子密集编码等基本量子信息过程的必需元件。同时,它还可用来实现量子中继,以解决远程量子通讯中的信息损耗问题,以及用于分布式量子计算、量子精密测量等方面。

国际上常用的量子存储器,如冷原子、玻色-爱因斯坦凝聚等,存在带宽窄和扩展性差等缺点,难以应用于实用化的量子网络。近几年兴起的基于稀土离子掺杂晶体的固态量子存储器件虽然具有寿命长、稳定性高、带宽较宽且扩展性强等诸多优点,在诸多性能指标上已超越其他量子存储器,但由于稀土离子掺杂晶体只对某一偏振态的光起作用,已研制出的固态量子存储器都是针对单一偏振态的。在实际应用中,光的各种偏振态是量子信息最方便的载体,怎样实现光子偏振态的固态量子存储器成为国际学术界亟需解决的难题。

李传锋研究组利用两块1.4毫米厚的掺钕钒酸钇晶体(一种性能优良的激光晶体),分别处理光的两种正交偏振态,同时把一片特殊设计的半波片置于两块晶体之间,来实现这两种偏振态的互换。整个量子存储器就像一片很小的“三明治”,紧凑而稳定,便于扩展和集成。

在实验中,他们摒弃了传统的固态量子存储方案中使用的共线式光路设计,设计出了交叉式光路,使得预处理用的泵浦光与待存储的光不再重合,从而降低了泵浦光带来的噪声,极大地提高了存储器的保真度。他们利用量子过程层析技术分析验证该存储器的保真度可达99.9%,远高于此前单光子偏振存储95%的最高保真度,是当前国际上各种量子存储器中保真度最高的。审稿人称赞说:“本工作新颖地解决了在固态器件中存储偏振比特的重要问题”。

该研究首次实现了光子偏振态的固态量子存储,对进一步提高量子通信网络、分布式量子计算网络等元件的小型化和集成化具有重要意义。同时,此超高保真度量子存储可应用于容错量子计算等具有苛刻要求的研究领域。

该项研究受到科技部和国家自然科学基金委的资助。
http://www.cnbeta.com/articles/186917.htm
(中国院量子信息重点实验室、新闻中心)
不知道Sheldon对这个有没有研究 ~
完全没看懂楼主说的是什么,能不能简单介绍一下这个装置的工作原理?
霍金 发表于 2012-5-12 23:55
完全没看懂楼主说的是什么,能不能简单介绍一下这个装置的工作原理?
其实我也没看懂…
反正感觉很牛逼就对了,虽然我也没看懂。。
悖论啊,sb记者写的科技文瞧不起,懂行记者写的科技文看不懂
是不是跟这玩意有关系?
看起来计划推进的很快
没看懂。。。。。。。。。
99.9%,离真正实用化还差十万八千里。。。。
完全看不懂,惨啊
就我的理解说一下,不对的请高人指正。这个似乎是把传递信息用的激光导入一个反射透镜组里面,载有信息的激光可以长时间低损耗的在透镜组中来回反射,需要读出信息时可以把激光引出。是不是这个意思?
在高实时环境下的共享数据业务模型,如何进行分布式计算呢
太难懂了。。。。。。。。。。知道很牛就好了。。。以后修真小说里的什么玉蝶之类的估计不远了
天天来学习 发表于 2012-5-14 04:42
太难懂了。。。。。。。。。。知道很牛就好了。。。以后修真小说里的什么玉蝶之类的估计不远了
什么意思
虽不明但觉厉
水果从不买 发表于 2012-5-14 00:51
就我的理解说一下,不对的请高人指正。这个似乎是把传递信息用的激光导入一个反射透镜组里面,载有信息的激 ...
当然不是,信息还在光里能叫存储吗?所谓的固体存储器就是要把激光光束包含有的信息写在固体组件上,类似于你用的CD,只不过这儿存储的是量子bit,而非CD存储的经典bit。附上链接,总共有3个研究组的独立工作,具体方法有区别,但都达到了高保真度。
http://physics.aps.org/synopsis- ... sRevLett.108.190503
acoustics 发表于 2012-5-14 10:21
什么意思
修真小说里的玉牒不都是能够做到只有固定的人才可以看到牒内海量的信息,甚至还可以看到全息投影的场景让人在里面学习一生吗?而且只要东西木有完全消失,剩余多大的玉,就可以读取多少比例的内容,这比现在的U盘什么的储量和生存能力强了去了。量子存储器以后估计也是这样。(以上纯属个人理解的量子存储器)
没戏,二锂水晶在本星系不存在
不明觉厉...........
应该让广大群众明白这项科研成果的现实意义才好,只是爆出这么个新闻似乎群众还不太明白其重要性
天天来学习 发表于 2012-5-14 13:22
修真小说里的玉牒不都是能够做到只有固定的人才可以看到牒内海量的信息,甚至还可以看到全息投影的场景让 ...
你是不是想说玉简
一样的东西。玉牒高档点。最有名的就是:造化玉牒
物理中的前沿,实在费解
farocean3000 发表于 2012-5-14 11:11
当然不是,信息还在光里能叫存储吗?所谓的固体存储器就是要把激光光束包含有的信息写在固体组件上,类似 ...
多谢。
天天来学习 发表于 2012-5-14 13:22
修真小说里的玉牒不都是能够做到只有固定的人才可以看到牒内海量的信息,甚至还可以看到全息投影的场景让 ...
而且只要东西木有完全消失,剩余多大的玉,就可以读取多少比例的内容,这比现在的U盘什么的储量和生存能力强了去了。
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哪个理科生按照全息照片干板的特性创作的小说吧?
。。。几乎所有的修真小说都这么设定。。。大概是当年创造这个概念的人比较牛吧。。。。
一看到这个材料,我就不懂了。
希望除了研究所外的所有地球人都看不懂,真心的
ddeell72 发表于 2012-5-12 23:45
不知道Sheldon对这个有没有研究 ~
谢耳朵表示压力不大
。。。几乎所有的修真小说都这么设定。。。大概是当年创造这个概念的人比较牛吧。。。。
所谓科学与幻想之间不存在界限