В области квантовых технологий произошел значительный прорыв – ученым удалось продемонстрировать интегрированную спин-волновую квантовую память, которая решает давние проблемы с потерей фотонов при передаче и подавлением шума.
Квантовая память играет ключевую роль в создании крупномасштабных квантовых сетей, позволяя объединять множество коротких квантовых запутанностей в дальние соединения. Кристаллы, легированные редкоземельными ионами, являются перспективным материалом для создания высокоэффективной квантовой памяти, и интегрированные твердотельные квантовые накопители уже были успешно продемонстрированы с использованием передовых технологий микро- и нанопроизводства.
Предыдущие реализации интегрированной квантовой памяти для света были ограничены хранением информации в оптически возбужденных состояниях. Этот метод не позволял извлекать информацию по запросу с регулируемым временем хранения, поскольку длительность хранения fundamentально ограничивалась временем жизни возбужденных состояний.
Группа исследователей под руководством Чуань-Фэн Ли и Цзун-Цюань Чжоу из Университета науки и технологий Китая успешно продемонстрировала интегрированную спин-волновую квантовую память, реализовав протоколы квантового хранения с использованием специально разработанного устройства.
Для подавления шума группа применила прямую фемтосекундную лазерную запись для создания циркулярно-симметричного волновода в кристалле Eu:YSO, что позволило осуществлять поляризационную фильтрацию шума в интегрированном устройстве.
Успешная демонстрация интегрированной спин-волновой квантовой памяти знаменует достижение цели, к которой исследователи стремились долгое время. Это открытие закладывает прочную основу для разработки мультиплексных квантовых ретрансляторов в интегрированных конфигурациях и создания портативных систем квантовой памяти высокой емкости.
