基于稀土掺杂晶体的可集成量子存储器

发布日期:2025-04-30

时间:2025年5月9日 10:00

地点:光电所三楼会议室

摘要:光量子存储器是克服信道损耗并构建大尺度量子网络的核心器件,其规模化应用需实现器件的集成化,从而达到小尺寸、低功耗的目标。自2011年以来,国际上已利用多种工艺在稀土掺杂晶体中制备了可集成量子存储器[1]。然而,由于集成器件中噪声难以滤除且存储效率受限,现有装置仅能实现在原子激发态的存储,其存储时间仅达10 微秒级,效率远低于光纤延迟线的传输效率,根本限制了其在远程量子通信中的实际应用。我将简介本团队在基于稀土掺杂晶体的量子存储及量子网络方面的研究进展[2-5],并重点介绍基于飞秒激光直写加工的可集成量子存储器,包括基于无噪声光子回波方案[5]的毫秒级可集成量子存储器[6-8],以及基于微腔增强的高效率可集成量子存储器

欢迎稀土掺杂单晶生长及AMO领域的研究生及博士后加入本团队,待遇优厚,欢迎交流讨论!

[1] Photonic Integrated Quantum Memory in Rare-Earth Doped Solids. Laser & Photonics Reviews 17, 2300257 (2023).

[2] Heralded entanglement distribution between two absorptive quantum memories. Nature 594, 41 (2021)

[3] Nonlocal photonic quantum gates over 7.0 km. Nature Communications 15, 8529 (2024)

[4] One-hour coherent optical storage in an atomic frequency comb memory. Nature Communications 12, 2381 (2021)

[5] Elimination of noise in optically rephased photon echoes. Nature Communications 12, 4378 (2021)

[6] On-Demand Integrated Quantum Memory for Polarization Qubits. Phys. Rev. Lett. 128, 180501 (2022).

[7] Integrated spin-wave quantum memory. National Science Review 11, nwae161 (2024)

[8] A millisecond integrated quantum memory for photonic qubits. Science Advances 11, eadu5264 (2025)


周宗权,中国科学技术大学教授,博导,合肥国家实验室双聘研究员,曾获得饶毓泰基础光学奖(2019年)、中国科学院青年五四奖章(2022年首届)并入选中国科学院青年创新促进会优秀会员(2024年),主持科技创新2030重大项目课题、国家重点研发计划课题、国家自然科学基金优秀青年基金等研究项目。基于稀土离子掺杂晶体开展固态量子存储和量子中继的实验研究,作为第一/通讯作者发表1Nature(封面故事),5Nature Communications1Science Advances6Physical Review Letters等研究论文,授权发明专利15项(含国际4项)。研究成果稀土离子实现多模式量子中继及1小时光存储入选两院院士评选的2021年中国十大科技进展新闻。研究成果基于稀土离子的固态量子存储入选教育部评选的2021年度中国高等学校十大科技进展。