用于980纳米芯片集成量子点单光子的掺铒光纤量子存储器
实现长距离量子通信及构想中的量子互联网,关键在于建立连接量子光源与量子存储器(QM)系统的相干光-物质混合接口。与自发参量下转换等概率性光子对源不同,确定性量子光源能按需产生纯净且高亮度的单光子和纠缠光子对,这对可扩展量子网络至关重要。该工作首次实验实现了芯片集成InAsP/InP纳米线量子点(QD)与掺铒石英光纤(EDF)固态量子存储器的相干混合接口。在低温条件下,纳米线量子点的发射光谱与EDF在980 nm处的吸收带宽完美匹配,使两系统能高效相互作用。为验证这一点,研究人员对EDF中4I15/2↔4I11/2光学跃迁进行了光谱表征,发现该跃迁存在显著的非均匀展宽和长自旋布居寿命,证明了EDF实现宽带量子存储的潜力。基于原子频率梳协议,该团队构建了8 GHz带宽的多模量子存储器,成功存储并检索了59个弱相干光脉冲。此外,研究人员表征了980 nm波长InAsP/InP纳米线量子点的单光子发射特性,并实现了其在EDF量子存储器中的确定性存储与读取。值得注意的是,这一过程无需对量子点发射光谱进行调谐,直接证明了其与固态量子存储器的兼容性。
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