量子存储器辅助的按需微波-光学转换
微波-光学转换器和量子存储器是构建量子中继器的核心组件,这对开发量子互联网至关重要——在该网络中,固态量子计算机将作为节点通过光纤互连进行数据传输。尽管这两项技术已取得重大进展,但微波-光学转换与量子存储功能的集成仍存在挑战。本研究工作从理论上提出并通过实验验证了一种基于里德堡原子系综的存储增强型量子微波-光学转换方案。通过采用级联电磁感应透明过程,研究人员将微波光子存储于高度激发的集体态,并在读取过程中将其转化为光学光子。得益于里德堡系综中微波光子高达百万量级的光学深度,以及单光子水平下极低的存储退相速率,该转换器在无腔条件下实现了超过90%的面积归一化存储效率、2.1MHz带宽和低至26K的噪声等效温度。该成果为量子信息处理中基于原子系综的量子中继器实际应用指明了方向。
