超过一小时的光的相干存储的实现向量子存储器的应用迈出一大步

由于光子在光纤中的损耗，地面上的远程量子分布受到其限制。远程量子通信的一个解决方案在于量子存储器：光子被存储在长寿命的量子存储器（量子闪存）中，然后通过量子存储器的运输来传输量子信息。考虑到飞机和高速列车的速度，将量子存储器的存储时间提高到几个小时的数量级是至关重要的。

在《自然-通讯》上发表的一项新研究中，由中国科技大学李传锋教授和周宗权教授领导的研究小组将光存储器的存储时间延长到了1小时以上。它打破了德国研究人员在2013年实现的1分钟的记录，并向量子存储器的应用迈出了一大步。

在试图实现零一阶-泽曼（ZEFOZ）磁场中的光存储时，基态和激发态的复杂和未知的能级结构长期以来一直是研究人员的挑战。最近，研究人员使用自旋哈密尔顿来预测能级结构。然而，在理论预测中可能会出现错误。

为了克服这个问题，中国科技大学的研究人员在ZEFOZ场中采用了自旋波原子频率梳（AFC）协议，即ZEFOZ-AFC方法，成功实现了光信号的长效存储。

动态去耦（DD）被用来保护自旋相干性和延长存储时间。该装置的相干性通过在存储1小时后实施类似时间轴的干扰实验得到验证，其保真度达到96.4%。该结果显示了相干光的巨大存储能力及其在量子存储器中的潜力。

这项研究将光存储时间从几分钟的数量级扩大到几小时。它满足了量子存储器的光存储寿命的基本要求。通过优化存储效率和信噪比（SNR），研究人员有望在新的量子通道中通过经典载体传输量子信息。