在最近发表在PhysicalReviewLetters上的一项研究中，中国科学院(CAS)中国科学技术大学(USTC)郭光灿教授领导的研究团队在电信领域实现了光子量子比特的按需存储使用在掺铒晶体中制造的激光写入波导的波长。

按需存储电信波长的光子量子比特

量子存储器是量子网络中的关键设备。为了使用当前的光纤网络构建量子网络，此类设备应该在电信波长下运行。然而，由于其固定的读出时间，现有的电信波长的量子存储系统无法实现按需存储。

在这项研究中，研究人员基于在掺铒硅酸钇(167Er3+:Y2SiO5)晶体中制造的激光写入波导，在电信波长下处理光纤集成量子存储器。

为了实现按需存储和检索，研究人员在波导两端粘合集成普通单模光纤。他们使用电子蒸发技术在波导的两侧制造片上电极。为了进一步提高存储效率，他们将铒离子的电子自旋极化并初始化其核自旋态。

与之前报道的结果相比，这种方法使光子存储效率提高了五倍(高达10.9%)。此外，按需量子存储的保真度达到98.3%，大大降低了长距离光纤传输的损耗。

这项工作展示了基于光纤的量子网络应用的基本要求，是在现有光纤网络基础上构建大规模量子网络的飞跃。