科學家們實現(xiàn)了無噪聲光子回波協(xié)議

中國科學院(CAS)中國科學技術大學(USTC)李傳峰教授和周宗權教授創(chuàng)新提出并實現(xiàn)了無噪聲光子回波(NLPE)協(xié)議。全獨創(chuàng)的研究比以往的策略降低了670倍的噪音，實現(xiàn)了高保真固態(tài)量子存儲器。結果發(fā)表在《自然通訊》上。

Erwin Hahn 于 1950 年首次觀察到，光子回波是光與物質(zhì)之間的基本物理相互作用，也是操縱電磁場的重要工具。然而，產(chǎn)生的強烈自發(fā)噪聲發(fā)射與信號具有相同的頻率，原則上不可能將它們分開。

以前的協(xié)議，例如原子頻率梳和靜音回聲的復興，未能根據(jù)需要消除自發(fā)噪聲發(fā)射。

在這項研究中，研究人員在 Eu3+:Y2SiO5晶體中實施 NLPE 協(xié)議作為光量子存儲器，并應用四級芳族系統(tǒng)來抑制噪聲。

通過在四能級原子系統(tǒng)中對脈沖進行雙重重定相，他們操縱自發(fā)噪聲發(fā)射，使其具有與信號不同的頻率。因此，將信號與噪聲發(fā)射區(qū)分開來要容易得多。雖然在實際實驗中檢測到其他噪聲，但估計它們都是微不足道的。

實驗結果表明，噪聲為 0.0015 個光子，比之前的結果小 670 倍。此外，NLPE 的效率是以前協(xié)議的三倍多。

此外，其高效率、高保真度和易于實現(xiàn)的特性使 NLPE 作為無噪聲量子存儲協(xié)議具有巨大的優(yōu)勢。

所有這些優(yōu)勢都使遠距離量子通信更近了一步。

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