一种适用于通信波段的全光纤通用量子缓冲器

可扩展量子互联网的实现依赖于通过按需缓冲来在时间上对准异步光子信号的能力。尽管基于物质的量子存储器具有较长的存储时间,但其极窄的带宽和低温要求对与现有电信基础设施的集成构成了重大障碍。相比之下,当前的全光存储器可在室温下运行,但受到高输入/输出损耗以及缺乏对不同光子自由度通用性的限制。在此,该研究展示了一种通用的、全光纤集成的量子缓冲器,其可在整个电信C波段运行,并克服了这些基本权衡。通过实现由交叉相位调制驱动的主动切换双Sagnac腔,该研究实现了0.46 dB的超低输入/输出损耗以及超过18微秒的存储时间。该器件的工作带宽超过12.5太赫兹(约100纳米),覆盖了整个电信C波段。该研究展示了同时缓冲超过200个时间模式的能力,并且可以集体或逐一处理这些模式。该研究展示了与光纤传播兼容的所有三个自由度(即时间-箱、频率-箱和偏振量子比特)的高保真存储,以及纠缠的忠实保持,从而证实了该平台真正的通用性。这些结果为高维量子态的高速同步提供了一种稳健的室温解决方案,为全球光子量子网络的部署扫清了主要障碍。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-06-23 15:12

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