片上波导中光子量子位的按需量子存储

光子量子存储器是量子信息处理（QIP）的核心元素，在量子信息处理（QIP）中起着重要作用。典型应用包括基于量子中继器方法的长距离量子通信、增强量子计量学的精度、将先驱光子转换为按需光子以及同步光子、量子计算中的运算等。基于集成结构的量子存储器可以进一步满足可伸缩网络应用的易用性、鲁棒性和低功耗的要求。为了可扩展方便的实际应用，研究人员已经对基于固体中制造的各种波导的集成量子存储器进行了巨大的努力。但是，量子点的按需存储是QIP的基本要求，但要使用这种集成的量子存储器来实现仍然是一项挑战。

       近日，来自中国科学技术大学中国科学院量子信息重点实验室的Chao Liu和 Tian-Xiang Zhu等人利用Stark调制的原子频率，报告了在151Eu3+:Y2SiO5晶体的表面上制备的片上波导存储器中按时位量子位的按需存储。单光子级相干获得的量子位保真度为99.3％±0.2％脉冲，远远超出了使用经典的测量和准备策略可达到的最高保真度。这种具有按需检索功能的集成量子存储器的开发代表了迈向集成量子节点在量子网络中的实际应用的重要的一步。相关研究工作发表在《Physical Review Letters》上。（詹若男）

文章链接：Chao Liu, Tian-Xiang Zhu et al. On-Demand Quantum Storage of Photonic Qubits in an On-Chip Waveguide. Physical Review Letters 125, 260504 (2·020) DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.260504