固態(tài)量子存儲器可有效減少信道損耗、拓展量子網(wǎng)絡(luò)工作距離，是構(gòu)建大尺度量子網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵核心器件。近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)李傳鋒、周宗權(quán)研究組在國際上首次成功研制出按需式讀取的可集成固態(tài)量子存儲器，研究成果發(fā)表于《物理評論快報》。

為實現(xiàn)量子網(wǎng)絡(luò)中的同步操作等功能，需要將光子寫入量子存儲器之后，再按需決定讀出時間。但當(dāng)前可集成固態(tài)量子存儲器采用的多為簡單原子頻率梳方案，在光子寫入之前，讀出時間已被預(yù)設(shè)固化，無法滿足按需讀取的技術(shù)需求。研究人員通過電場調(diào)制改進(jìn)了量子存儲方案，首先采用激光直寫技術(shù)在稀土摻雜晶體表面制備面上光波導(dǎo)，隨后在其兩側(cè)引入電脈沖產(chǎn)生斯塔克效應(yīng)，從而實時操控稀土離子的演化，最終控制存儲器的讀出時間，成功實現(xiàn)了按需式讀取。在實驗中，光波導(dǎo)插入損耗在1 分貝以下，存儲保真度達(dá)到99.3%±0.2%，這是目前可集成固態(tài)量子存儲器的最優(yōu)水平，表明其具有極高可靠性。該成果對未來實現(xiàn)大容量量子存儲和構(gòu)建量子網(wǎng)絡(luò)均具有重要意義。