《基於冷原子系綜的窄線寬單光子存儲實驗研究》是依託華南師範大學，由顏輝擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於冷原子系綜的窄線寬單光子存儲實驗研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：顏輝
- 依託單位：華南師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
量子存儲是量子中繼和量子網路研究的關鍵技術之一。目前基於冷原子系綜的單光子存儲的最高效率為49%，還無法滿足量子中繼對於存儲效率的要求（高於50%）。在利用冷原子系綜成功產生窄線寬單光子的基礎上，本項目計畫進一步研究窄線寬單光子在冷原子系綜中的高效率存儲。具體研究內容包括：（1）研究壓縮磁光阱和亞都卜勒冷卻技術對冷原子系綜光學厚度增大的作用；實驗實現光學厚度超過200的冷原子系綜；（2）研究偏置磁場對單光子存儲效率的影響；通過補償剩餘磁場，在超大光學厚度冷原子系綜中實現存儲效率達到70%的單光子存儲；（3）在此基礎上，研究不同偏振態單光子的高效率存儲；並進一步結合偏振編碼單光子量子態長時間、高保真度存儲技術，實現偏振編碼單光子量子態長時間、高保真度和高效率存儲；（4）進一步研究窄線寬偏振糾纏光子對的高效率存儲，實現單節點量子網路。本項目的實施將為量子中繼和量子網路的研究提供支撐。
結題摘要
量子存儲是量子中繼和量子網路研究的關鍵技術之一。目前單光子存儲的最高效率還未超過50%，無法滿足量子中繼等套用對於存儲效率的要求（高於50%）。在利用冷原子系綜成功產生窄線寬單光子的基礎上，本項目進一步研究了窄線寬單光子在冷原子系綜中的高效率存儲。主要研究內容包括：（1）高效率量子存儲的實驗實現，單光子的存儲效率高於90%，偏振糾纏光子對的存儲效率高於87%，保真度高於99%，此結果為目前國際上量子存儲的最高記錄。文章已被Nature Photonics雜誌接收，審稿專家認為我們的工作是量子存儲方面的里程碑。（2）快速高保真度的原子內態操控，在保持保真度不變的前提下，將受激拉曼絕熱轉移的速度加快了5倍，逼近量子極限。我們的文章在Nature Communications發表後，中國雷射雜誌社以量子態轉移的“高速通道”為題對我們的結果進行了報導，我們的成果也成功入選了2016中國光學重要成果。本項目的研究為實現實用化量子存儲積累關鍵技術，為量子中繼和量子網路的研究提供了重要支撐。
