Nesen Li Chuanfeng un Zhou Zongquan pētniecības grupa, kuru vadīja akadēmiķis Guo Guangcan no Ķīnas Zinātnes un tehnoloģijas universitātes, pēc pieprasījuma realizēja fotonu kvantu uzglabāšanu sakaru joslā, kuras pamatā ir ar erbija leģēti viļņvadi, kas ir svarīgs solis ceļā uz. liela mēroga optisko šķiedru kvantu tīklu būvniecība. Rezultāti nesen tika publicēti starptautiskajā akadēmiskajā žurnālā Physical Review Letters.
Kvantu atmiņa ir kvantu tīkla galvenā ierīce. Nolasot sapinušos fotonus pēc pieprasījuma, eksponenciālos zudumus optiskās šķiedras pārraidē lielos attālumos var samazināt līdz polinoma zudumam. Lai izmantotu esošo optisko šķiedru tīklu kvantu tīkla izveidei, kvantu atmiņai jādarbojas sakaru joslā. Retzemju erbija jonam ir unikāla optiskā pāreja sakaru joslā, un tas ir svarīgs kandidātmateriāls kvantu atmiņas realizācijai sakaru joslā. Tomēr esošās kvantu atmiņas nolasīšanas laiks sakaru joslā ir iepriekš iestatīts pirms fotona ierakstīšanas, un nav iespējams realizēt nolasīšanu pēc pieprasījuma.
Li Chuanfeng un Zhou Zongquan pētnieku grupa neatkarīgi apstrādāja optisko viļņvadu uz erbija leģēta itrija silikāta kristāla, izmantojot lāzera tiešās rakstīšanas tehnoloģiju, un tieši ielīmēja un integrēja parastās vienmoda optiskās šķiedras abos viļņvada galos. Lai panāktu lasīšanu pēc pieprasījuma, pētnieku grupa turpināja izmantot elektronu iztvaikošanas tehnoloģiju, lai apstrādātu mikroshēmas elektrodus abās viļņvada pusēs, lai izmantotu elektriskā lauka izraisīto Stārka efektu, lai kontrolētu erbija jonu saskaņoto attīstību. viļņvads reāllaikā. Polarizējot erbija jonu elektronu spinus un inicializējot to kodola griešanās stāvokļus, fotonu uzglabāšanas efektivitāte tiek palielināta līdz 10,9 procentiem, kas ir 5-kārtīgs uzlabojums salīdzinājumā ar iepriekš ziņoto integrēto sakaru joslu kvantu uzglabāšanu. Elektriskā lauka regulētās kvantu krātuves precizitāte pēc pieprasījuma sasniedz 98,3 procentus, ievērojami pārsniedzot klasisko robežu, ņemot vērā uzglabāšanas efektivitāti un fotonu statistiku.
Šis sasniegums nodrošina kvantu uzglabāšanu pēc pieprasījuma sakaru joslā, kuras pamatā ir erbija joni, un šo optiskās šķiedras integrēto ierīci var tieši savienot ar esošo optiskās šķiedras tīklu. Klasiskās komunikācijas jomā ar erbiju leģētu šķiedru pastiprinātāju izgudrojums ir padarījis tālsatiksmes optiskās šķiedras sakarus par realitāti. Līdzīgi, kvantu uzglabāšanu, kuras pamatā ir erbija joni, var izmantot arī, lai pārvarētu eksponenciālos zudumus tālsatiksmes kvantu komunikācijā, ļaujot erbija jonus atkal izmantot kvantu tīklos. svarīga loma būvniecībā.
Šo sasniegumu ļoti atzinīgi novērtēja recenzenti: "Salīdzinot ar iepriekšējo darbu, šis darbs ir guvis nozīmīgu progresu, jo īpaši optiskās šķiedras tiešā savienojumā ar optisko viļņvadu, kas atbalsta stabilu darbību zemas temperatūras vidē."
