记者8月19日从中科大获悉，该校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，日前在固态系统中首次实现对三维量子纠缠态的量子存储，保真度高达99.1%，存储带宽达1千兆赫，存储效率为20%，该存储器还具有对高达51维量子态的存储能力。成果8月13日发表在物理学国际权威期刊《物理评论快报》上。
高维固态量子存储器
远程量子纠缠，是实现长程量子通信、分布式量子计算及量子精密计量的核心资源。但由于光子损耗，量子纠缠分配的距离被限制在百公里量级。理论上，基于纠缠光子的量子存储及纠缠交换技术构建量子中继，可以建立千公里量级的量子网络，但预期传输速率非常低。提升速率主要有两种手段，即对量子态进行高维编码，或使用多模式量子存储器，但当前进展并不如意。
李传锋研究组2012年建立我国首个固态量子存储研究平台，并在国际上率先实现光子偏振态的两维固态量子存储，创造了99.9%的保真度这一世界最高水平。近两年来，他们通过优化设计和改进技术，存储带宽由100兆赫提升至1000兆赫，存储效率由5%提升至20%。在此基础上，他们利用光的轨道角动量进行编码，首次研制出窄带高维纠缠光源，然后将此纠缠源存入固态量子存储器中，结果显示三维纠缠态的存储保真度达99.1%。
李传锋表示，高维轨道角动量存储技术可用于存储器的多模式存储，以提升量子网络传输速率及未来量子U盘的存储容量。利用多模式存储，这种新颖的量子存储器存储容量有望超过一百万个量子比特。本成果为固态量子存储器的集成化、规模化应用打下重要基础。
