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記者9日從中國(guó)科大獲悉，世界上首個(gè)可以存儲(chǔ)單光子形狀的量子存儲(chǔ)器在中國(guó)誕生，最新成果在線發(fā)表于《自然·通訊》上。
量子通信系統(tǒng)中作為載體的單光子所攜帶的信息量的大小與所處編碼的空間維數(shù)有關(guān)。目前光子主要編碼在一個(gè)二維空間，如果能將光子編碼在一個(gè)高維空間，則單個(gè)光子所能攜帶的信息量將大幅度增加，極大地提高量子通信的效率。此外，利用光子的高維編碼態(tài)還可以提高量子密鑰傳輸?shù)陌踩浴?/FONT>
因而，能否實(shí)現(xiàn)編碼于高維空間光子的量子存儲(chǔ)是提高量子通信效率、構(gòu)建基于高維中繼器的遠(yuǎn)距離量子通信系統(tǒng)和量子網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。
史保森教授等研究人員一直致力于解決這一難題，最近首次成功地實(shí)現(xiàn)了攜帶軌道角動(dòng)量、具有空間結(jié)構(gòu)的單光子脈沖的存儲(chǔ)與釋放，證明了高維量子態(tài)的存儲(chǔ)是完全可行，邁出了基于高維量子中繼器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離大信息量量子信息傳輸?shù)年P(guān)鍵一步。
研究人員通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明單光子攜帶的軌道角動(dòng)量可以高保真地被存儲(chǔ)，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了光子軌道角動(dòng)量的量子存儲(chǔ)。
《自然·通訊》審稿人認(rèn)為，該項(xiàng)工作將在量子信息和量子原子光學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。據(jù)悉，該項(xiàng)工作得到中國(guó)國(guó)家基金委、中科院和科技部的支持。
