摘要
偏振编码的量子比特具有单模式传输、操作精度高和抗干扰能力强的特点,在量子信息任务中获得了广泛的应用.对偏振量子比特的高保真存储,是构建大尺度量子网络的基本需求.固体材料的光吸收一般是各向异性的,所以已有的偏振固态量子存储器需要两块晶体或两次通过单块晶体,导致装置复杂且可靠性不高.本研究利用Y2SiO5晶体中第二类替位151Eu3+的均匀吸收特性,结合高信噪比的无噪声光子回波量子存储方案,最终基于单次通过的单块晶体即可实现对偏振量子比特的高保真量子存储.使用单光子级的弱相干脉冲作为入射,实测的量子存储过程保真度达到了0.919(24),显著超出了使用经典的测量和制备策略可以获得的保真度上限.这种紧凑的存储器件为实现量子U盘和基于量子存储的量子网络提供了有利的解决方案.
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单位中国科学技术大学; 中国科学院