朱诗亮、颜辉团队在量子存储研究方面取得重要进展

　　在国家自然科学基金项目（批准号：11474107，61378012，91636218，11822403，11804104，11804105，U1801661）等资助下，华南师范大学朱诗亮教授、颜辉教授课题组与香港科技大学杜胜望等人合作，在冷原子介质中利用电磁诱导透明存储方案实现了高效率量子存储，存储效率高达85%，保真度高达99%。该成果以“Efficient Quantum Memory for Single-photon Polarization Qubits”（高效率单光子偏振量子比特存储）为题，于2019年5月发表在Nature Photonics（《自然•光子学》）上，并被遴选为封面文章。文章链接：https://www.nature.com/articles/s41566-019-0368-8。

　　量子存储是量子信息处理领域的关键技术之一，在量子计算、量子网络、量子通信等方向均有重要应用价值，是国际量子信息处理领域研究的焦点之一。尽管国际上对此做了大量研究，但在此之前，单光子量子存储的效率都没有突破50%，无法满足量子不可克隆极限、单方向容错量子计算等方面的最低阈值需求，实现高效率的量子存储成为量子科学领域亟待解决的难题。世界各小组在量子存储相关研究上普遍遇到了耦合强度低、退相快、噪声大等问题，这些问题直接限制了量子存储效率的提高。

　　华南师范大学广东省量子调控工程与材料重点实验室朱诗亮教授、颜辉教授、张善超副教授与香港科技大学杜胜望教授等人合作，通过长期的理论探索和实验设计，在冷原子体系里解决了这些困扰已久的问题。实验运用二维磁光阱技术，将原子温度冷却到200uK，并获得长条型冷原子团，结合暗线磁光阱和塞曼子能级制备技术，将冷原子的光学厚度提高到了500。通过改善原子磁场环境、控制光角度等一系列措施解决了原子退相和噪声问题。在利用空间光调制技术解决了单光子兼容性问题后，实现了单光子存储效率90.6%。通过对单光子偏振编码进行存储实验，得到了高达85%的量子存储效率和99%的保真度。

　　该量子存储效率是目前世界上最高纪录，有望推进量子存储在量子信息处理领域的实际应用。