中国科大研制成功高维固态量子存储器

中国科学技术大学中科院量子信息重点实验室李传锋研究组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 GHz，存储效率为20%，而且该存储器具有对高达51维的量子态的存储能力。该成果发表于《物理评论快报》。

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等的核心资源。但是，由于光子在光纤中随距离呈指数损耗，量子纠缠分配的距离被限制在百公里量级。受限于光源、存储器及探测器的效率等因素，量子网络的预期传输速率非常低。提升传输速率的重要手段有两种，即对量子态进行高维编码，或者使用多模式量子存储器，但研究进展并不如意。

在前期研究的基础上，李传锋等人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到99.1%。

研究组进一步地分析了该量子存储的高维特性，结果表明该存储器可对高达51维的量子态进行有效的存储。

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，以提升量子网络的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的存储容量有望超过100万量子比特。本成果为固态量子存储器的集成化、规模化应用打下重要的基础。