《室溫下存儲GHz頻寬極化量子糾纏態實驗研究》是依託上海交通大學，由金賢敏擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：室溫下存儲GHz頻寬極化量子糾纏態實驗研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：金賢敏
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
光子糾纏的製備和存儲是大尺度量子通信，計算和精密測量的核心問題。作為最為廣泛套用的光子糾纏源，自發參量下轉換源的工作頻率頻寬遠大於可獲得的量子存儲的頻寬，因此並不能直接對其進行量子存儲。為了解決這一問題，我們在自然科學基金青年項目（No. 11004183）的支持下，首次成功將腔增強的窄帶參量下轉換源存儲進冷原子系綜中。儘管如此，MHz量級的的頻寬仍然限制了光子源整體可獲得的亮度和存儲壽命內可進行的反饋操作次數。頻寬因素因此變成制約量子信息技術發展的瓶頸。在本項目中，我們採用寬頻量子存儲技術作為解決方案。我們將圍繞兩種遠失諧存儲機制展開探索，即受激拉曼吸收和自發拉曼散射。通過仔細最佳化，我們可以比較性能從而選擇最適合的量子存儲方案。我們會把上一個研究項目中積累的技術和經驗與寬頻量子存儲相融合，爭取構建更大的基於存儲的量子態。我們的GHz寬頻糾纏－原子存儲界面將為實際光量子信息處理提供關鍵要素。
結題摘要
目前最為廣泛套用的光子糾纏源，是通過自發參量下獲得的，這類轉換源的工作頻率頻寬遠大於可獲得的量子存儲的頻寬，因此並不能直接對其進行量子存儲。在本項目中，圍繞遠失諧自發拉曼散射，將室溫量子存儲與寬頻量子存儲相融合，構建更大的基於存儲的量子態。相比冷原子中的量子存儲，噪聲的控制是熱原子存儲的關鍵，為了降低系統的噪聲，我們利用兩組串聯的濾波腔，每組濾波腔的透過率達到70%，信噪比抑制達到10^5:1，透過率頻寬700MHz，同時利用時間邏輯符合系統，將噪聲抑制到原來的1/10000。通過精確控制原子溫度和周圍的磁場，增加原子的存儲壽命。最終，我們首次在實驗室實現了室溫條件下的量子寬頻存儲，獲得了強關聯光子對，關聯光子的互相關達到20，顯示出了強的量子關聯特性，存儲壽命達到2微妙，存儲頻寬600M, 比目前冷原子中的頻寬高一個數量級，該結果不僅對研究基礎量子物理有重要的意義，而且可以為實際的光量子信息處理提供關鍵支持。
