報告題目：固態(tài)量子存儲與量子中繼

報告人：周宗權 教授

主持人：陳麗清 教授

報告時間：3月9日下午15:00

報告地點：閔行校區(qū)物理樓三樓多功能廳

報告人簡介：

周宗權，中國科學技術大學物理學院特任教授，擔任國家重點研發(fā)計劃課題負責人、主持基金委優(yōu)青項目、面上項目等研究項目，曾獲得饒毓泰基礎光學獎（2019年）以及第一屆中國科學院青年五四獎章（2022年）。面向遠程量子通信的重大需求，周宗權基于稀土離子摻雜晶體開展固態(tài)量子存儲及量子中繼的實驗研究，代表性成果包括：提出原創(chuàng)量子存儲方案“無噪聲光子回波(NLPE)”，實現基于吸收型量子存儲的多模式量子中繼，并把相干光的存儲時間提升至1小時，大幅刷新2013年德國團隊所創(chuàng)造的光存儲1分鐘的世界紀錄。作為第一作者或通訊作者發(fā)表Nature 1篇（封面故事），Nature Communications 4 篇，Phys. Rev. Lett. 6篇等研究論文，在量子存儲及量子中繼領域已授權中國發(fā)明專利8項及美國專利3項。研究成果“稀土離子實現多模式量子中繼及1小時光存儲”入選兩院院士評選的2021年中國十大科技進展新聞。研究成果“基于稀土離子的固態(tài)量子存儲”入選教育部評選的2021年度中國高等學校十大科技進展。

報告摘要：

量子不可克隆定律賦予了量子通信基于物理學原理的安全性。然而，這一定律也決定了光子傳輸損耗不能使用經典的中繼放大器來克服，使得遠程量子通信及量子網絡成為當今量子信息科學的核心難題之一。量子中繼和可移動量子存儲是克服信道損耗并實現遠程量子通信的兩種可行方案，其共性需求是高性能的量子存儲器。面向遠程量子通信的需求，本團隊長期從事基于稀土離子摻雜晶體的固態(tài)量子存儲器實驗研究。本報告將介紹近期取得的主要成果，包括基于吸收型存儲的多模式量子中繼 [1]、1小時相干光存儲 [2]、無噪聲光子回波 [3]以及可集成固態(tài)量子存儲器 [4,5,6]。

[1]X. Liu, J. Hu, Z.-F. Li, X. Li, P.-Y. Li, P.-J. Liang, Z.-Q. Zhou*, C.-F. Li*, G.-C. Guo, Heralded entanglement distribution between two absorptive quantum memories. Nature 594, 41 (2021)

[2]Y. Ma, Y.-Z. Ma, Z.-Q. Zhou*, C.-F. Li*, G.-C. Guo, One-hour coherent optical storage in an atomic frequency comb memory. Nature Communications 12, 2381 (2021)

[3]Y.-Z. Ma, M. Jin, D.-L. Chen, Z.-Q. Zhou*, C.-F. Li*, G.-C. Guo, Elimination of noise in optically rephased photon echoes. Nature Communications 12, 4378 (2021)

[4]C. Liu, T.-X. Zhu, M.-X. Su, Y.-Z. Ma, Z.-Q. Zhou*, C.-F. Li*, G.-C. Guo, On-Demand Quantum Storage of Photonic Qubits in an On-Chip Waveguide. Phys. Rev. Lett. 125, 260504 (2020)

[5]T.-X. Zhu, C. Liu, M. Jin, M.-X. Su, Y.-P. Liu, W.-J. Li, Y. Ye, Z.-Q. Zhou*, C.-F. Li*, G.-C. Guo, On-Demand Integrated Quantum Memory for Polarization Qubits. Phys. Rev. Lett. 128, 180501 (2022)

[6]D.-C. Liu, P.-Y. Li, T.-X. Zhu, L. Zheng, J.-Y. Huang, Z.-Q. Zhou*, C.-F. Li*, G.-C. Guo, On-Demand Storage of Photonic Qubits at Telecom Wavelengths Phys. Rev. Lett. 129, 210501 (2022)