中國學者製備出高性能可集成固態量子記憶體

記者從中國科學技術大學獲悉，該校郭光燦院士團隊近期在量子存儲領域取得重要進展，李傳鋒、周宗權研究組製備出高保真度的可集成固態量子記憶體，並基於自主研製設備首次實現了稀土離子的電子自旋及核自旋相干壽命的全面提升，為構建量子網路邁出堅實一步。日前相關成果分別發表在國際知名學術期刊《光學》和《應用物理評論》上。

量子記憶體是構建量子網路的核心器件，它可以有效克服通道損耗，從而拓展量子通信的距離，並且可以整合分處異地的量子計算及量子傳感資源。李傳鋒、周宗權研究組長期致力於基於稀土摻雜晶體的固態量子記憶體研究，在保真度、維度數及多模式容量3項技術指標方面均保持國際領先。

當前，國際固態量子記憶體研究面臨兩大技術挑戰，一是存儲介質問題導致難以規模化應用，二是它的相干壽命太短難以滿足需要。

為解決這些問題，近期李傳鋒、周宗權研究組採用飛秒鐳射微加工技術，首次在摻銪矽酸釔晶體中刻蝕出光波導，研製出可集成的固態量子記憶體。並實驗演示了兩種光量子存儲方案，保真度分別超過99%和97%。他們還成功搭建出國際首個深低溫脈衝式電子與核自旋雙共振譜儀，並嚴格標定其最低工作溫度為0.1K，使得相干壽命指標實現了超過一個數量級的提升。

《光學》雜誌審稿人評價認為，這項研究非常重要，它演示了實驗技術以及方案的多樣性，證明稀土摻雜晶體中刻蝕的光波導在量子資訊領域中是一個非常有前景的平臺。