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10月9日，中科大发布重要科研成果，该校郭光灿院士团队日前制备出全球首个可以存储单光子空间结构的高维量子存储器，证明了建立高维量子存储单元的可行性，为实现远距离、大信息量量子通信扫清了重要技术障碍。研究由史保森教授小组完成，成果发表在国际著名期刊《自然·通讯》上。 远距离、大信息量量子通信的实现，与量子存储器中单光子所携带的信息量密切相关。目前，单光子主要编码在二维空间，携带的信息量十分有限。如能实现高维空间的单光子编码，其信息量将会大幅增加，不仅会极大提高量子通信效率，还能提升量子通信的安全性。因而，能否实现单光子条件下的高维量子态存储，成为量子信息领域亟待解决的热点问题。 实验中，史保森教授小组通过磁光阱技术，“囚禁”了两个冷原子团。通过技术手段，将其中一个冷原子团制备成一个单光子，使之携带难以用肉眼捕捉的“轨道角动量”，并且编码于一个特殊的高维空间结构中。随后，利用电磁诱导透明效应，将这一单光子成功地存储于另一个作为介质的冷原子团中，并且实现了高保真的存储。 《自然·通讯》审稿人认为，这是一项令人印象深刻的研究，代表了量子技术发展中一个令人激动的分水岭，将会在量子信息和量子原子光学领域产生重大影响。 |
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