中国科大郭光灿院士团队实现可集成量子存储器重大突破

4月2日，中国科学技术大学郭光灿院士团队的李传锋、周宗权研究组，在量子存储领域取得了重大突破。基于团队原创的无噪声光子回波（NLPE）方案，他们成功将可集成量子存储器的存储时间从10微秒级提升至毫秒级，并同时突破了传统光纤延迟线的效率限制。

量子存储器作为构建大尺度量子网络的核心器件，其性能直接关系到量子通信的实用化和规模化应用。然而，长期以来，可集成量子存储器一直面临着存储时间短、噪声难以滤除以及存储效率受限等挑战。这些难题严重制约了量子存储器在远程量子通信中的实际应用。

为了攻克这些技术难关，李传锋、周宗权研究组展开了深入的研究。他们利用飞秒激光微加工技术，在掺铕硅酸钇晶体中制备了圆对称的凹陷包层光波导，实现了基于偏振自由度的噪声滤除。这一创新性的设计有效降低了集成器件中的噪声干扰，为提升存储效率奠定了坚实基础。

在此基础上，研究组进一步结合了团队原创的NLPE量子存储方案。该方案通过优化光子的存储和读取过程，大幅提升了量子存储器的存储效率。经过一系列精心的实验和优化，他们成功实现了在原子基态的自旋波可集成量子存储，并将存储时间延长至毫秒级。

当光量子比特的存储时间达到1.021毫秒时，其存储效率达到了惊人的12.0±0.5%。这一效率远超对应延时的光纤延迟线的传输效率（仅0.01%），充分证明了可集成量子存储器件在功能上已具备替代光纤延迟线的潜力。

此次突破不仅为可集成量子存储在长程量子网络中的实际应用奠定了坚实基础，还展现了NLPE方案在解决长寿命量子存储信噪比问题上的巨大潜力。审稿人对此项成果给予了高度评价，认为这是在可集成量子存储领域非常重要的进步，对可集成和长寿命量子存储器的发展做出了重要贡献。