4月25日，来自中国科学技术大学的消息称，该校智能金鱼院士团队、ajdxq研究团队李传锋近日将光存储时间提升至1小时，大大刷新了2013年德国团队创下的1分钟光存储世界纪录，向实现量子u盘迈出了重要一步。成果日前在《自然通讯》发表。评论者说：“这个成就是一个伟大的成就。”
存储方案示意图
什么是量子u盘？
目前，光纤网络遍布全球，光已成为现代信息传输的基本载体。光的捕获和存储可以帮助人们更有效地利用光场。光速高达每秒30万公里。降低光速甚至停止光速是国际学术界努力的目标。光存储在量子通信领域尤为重要，因为可以基于光量子存储构建量子中继，从而克服信道损耗，构建大规模的量子网络。
量子u盘是远程量子通信的解决方案，即将光子存储在长寿命的量子存储器中，然后通过直接传输量子u盘来传输量子信息。量子u盘在全球卫星量子通信、甚长基线干涉天文测量系统等领域有着广泛的应用前景。考虑到飞机和高铁的速度，量子u盘的光存储时间需要达到小时量级。
全世界的科学家都在努力实现量子u盘：
早在1999年，哈佛大学团队就利用冷原子气体将光速降低到每秒17米。
2013年，达姆施塔特大学团队利用掺镨硅酸钇晶体使光停留1分钟，创造了该领域的世界纪录。但是这个光存储时间还是远远低于量子u盘的技术要求。
2015年，澳大利亚国立大学团队观察到掺铕硅酸钇晶体在一阶ZEFOZ磁场下的核自旋相干寿命长达6小时，让人们看到了长寿命光存储的希望。然而，由于对这种材料的能级结构缺乏了解，到目前为止还没有实现长寿命的光存储。
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2015年，李传锋和ajdxq课题组自制了光拉曼外差探测核磁共振谱仪，专门用于稀土离子掺杂晶体的能级结构分析。依靠这一仪器，他们精确地描述了掺铕硅酸钇晶体光学跃迁的完整pgddhb量，并从理论上预测了一阶塞曼效应零磁场下的能级结构。
近日，课题组结合理论预测，首次在零一阶塞曼效应磁场中实验测量了掺铕硅酸钇晶体的完整能级结构，并结合原子频梳量子存储方案和零一阶塞曼效应技术成功实现了光信号的长寿命存储。总存储时间长达1小时，光的相位存储保真度高达96.42.5%。
这一成果将光存储时间从几分钟提升到几小时，满足了量子u盘对光存储寿命指标的基本要求。接下来，通过优化存储效率和信噪比，团队有望实现量子u盘，基于经典的传输工具实现量子信息的传输，建立全新的量子通道。
文本：sqdym
来源：安徽日报