中國科學技（jì）術大學微尺度物質科學國家實驗室潘建偉院士及其同事包小輝、趙博等同德國研究人（rén）員合作實驗實現（xiàn）了具有（yǒu）高讀出效（xiào）率及（jí）長存儲壽命的高性能量子存（cún）儲器。該實驗在國際上首次將長存儲（chǔ）壽命和高讀出效率在單個存儲器內結合起（qǐ）來，向可升級長程量子通信及（jí）可升級光學量子計（jì）算邁出了至關重要的一步（bù）。該成果近日發表於《自然?物理學》雜誌上。

      量子存儲器是量子中繼及大尺度光學量子計算中的關鍵器件，其核心性能指標是存儲壽命和讀出效率。在以往研究中，延長存（cún）儲（chǔ）壽命（mìng）和提高讀出效率這兩部分往往分開進行，使得存儲壽命和讀出效率這兩個主要指標沒有得到同步提升。具體來講，在以往實現長壽命量子存儲的實驗中，盡管存儲壽命已經提（tí）升至毫秒量級以上，但讀出效率卻僅為20%左右；在實（shí）現高效量子存儲的實驗（yàn）中，盡管讀出效率已經提升70%以上，但存儲壽命卻（què）僅有幾百納秒到（dào）幾（jǐ）微秒左右。僅（jǐn）單一性（xìng）能指（zhǐ）標較好（hǎo）的量子存（cún）儲器無法（fǎ）滿足量子中繼及光學量子計算等的實際應（yīng）用需求。

      研究表明（míng），通過采取（qǔ）共線讀寫的幾（jǐ）何結（jié）構延長自旋波波長可以提升存儲壽命，通過采取（qǔ）光腔增強的方式可以提升讀出效率。這兩部分相（xiàng）結合帶來的一個重要（yào）技術難題（tí）是，需要實現光腔與4個模式（shì）的（de）同時共振。潘建偉小組通過巧妙的方案設計將這一四重共振的技術難題（tí）簡化為雙重共振，降低了實驗難度。經過課題組成員的（de）艱苦努力，並通過一（yī）係列其他技術難題（tí）的攻克，最終成功實現了（le）3.2毫秒的存（cún）儲壽（shòu）命及73%的（de）讀出效率。該（gāi）成果（guǒ）為目前國際上量（liàng）子存儲綜合性能指標最好的實驗結（jié）果。

      論文審稿人認為，該工作“是朝向可升級（jí）量子信息處理方向的重要研究成果”，“開啟了利用多個原子係（xì）綜研究複（fù）雜量子信息方案的（de）大門”。