報(bào)告題目：固態(tài)量子存儲(chǔ)與量子中繼

報(bào)告人：周宗權(quán) 教授

主持人：陳麗清 教授

報(bào)告時(shí)間：3月9日下午15:00

報(bào)告地點(diǎn)：閔行校區(qū)物理樓三樓多功能廳

報(bào)告人簡(jiǎn)介：

周宗權(quán)，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理學(xué)院特任教授，擔(dān)任國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題負(fù)責(zé)人、主持基金委優(yōu)青項(xiàng)目、面上項(xiàng)目等研究項(xiàng)目，曾獲得饒毓泰基礎(chǔ)光學(xué)獎(jiǎng)（2019年）以及第一屆中國(guó)科學(xué)院青年五四獎(jiǎng)?wù)拢?022年）。面向遠(yuǎn)程量子通信的重大需求，周宗權(quán)基于稀土離子摻雜晶體開(kāi)展固態(tài)量子存儲(chǔ)及量子中繼的實(shí)驗(yàn)研究，代表性成果包括：提出原創(chuàng)量子存儲(chǔ)方案“無(wú)噪聲光子回波(NLPE)”，實(shí)現(xiàn)基于吸收型量子存儲(chǔ)的多模式量子中繼，并把相干光的存儲(chǔ)時(shí)間提升至1小時(shí)，大幅刷新2013年德國(guó)團(tuán)隊(duì)所創(chuàng)造的光存儲(chǔ)1分鐘的世界紀(jì)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(chǔ)及量子中繼領(lǐng)域已授權(quán)中國(guó)發(fā)明專利8項(xiàng)及美國(guó)專利3項(xiàng)。研究成果“稀土離子實(shí)現(xiàn)多模式量子中繼及1小時(shí)光存儲(chǔ)”入選兩院院士評(píng)選的2021年中國(guó)十大科技進(jìn)展新聞。研究成果“基于稀土離子的固態(tài)量子存儲(chǔ)”入選教育部評(píng)選的2021年度中國(guó)高等學(xué)校十大科技進(jìn)展。

報(bào)告摘要：

量子不可克隆定律賦予了量子通信基于物理學(xué)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(jīng)典的中繼放大器來(lái)克服，使得遠(yuǎn)程量子通信及量子網(wǎng)絡(luò)成為當(dāng)今量子信息科學(xué)的核心難題之一。量子中繼和可移動(dòng)量子存儲(chǔ)是克服信道損耗并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(chǔ)器。面向遠(yuǎn)程量子通信的需求，本團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事基于稀土離子摻雜晶體的固態(tài)量子存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn)研究。本報(bào)告將介紹近期取得的主要成果，包括基于吸收型存儲(chǔ)的多模式量子中繼 [1]、1小時(shí)相干光存儲(chǔ) [2]、無(wú)噪聲光子回波 [3]以及可集成固態(tài)量子存儲(chǔ)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)