10月9日，中科大發(fā)布重要科研成果，該校郭光燦院士團(tuán)隊(duì)日前制備出全球首個(gè)可以存儲單光子空間結(jié)構(gòu)的高維量子存儲器，證明了建立高維量子存儲單元的可行性，為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、大信息量量子通信掃清了重要技術(shù)障礙。研究由史保森教授小組完成，成果發(fā)表在國際著名期刊《自然·通訊》上。

　　遠(yuǎn)距離、大信息量量子通信的實(shí)現(xiàn)，與量子存儲器中單光子所攜帶的信息量密切相關(guān)。目前，單光子主要編碼在二維空間，攜帶的信息量十分有限。如能實(shí)現(xiàn)高維空間的單光子編碼，其信息量將會大幅增加，不僅會極大提高量子通信效率，還能提升量子通信的安全性。因而，能否實(shí)現(xiàn)單光子條件下的高維量子態(tài)存儲，成為量子信息領(lǐng)域亟待解決的熱點(diǎn)問題。

　　實(shí)驗(yàn)中，史保森教授小組通過磁光阱技術(shù)，“囚禁”了兩個(gè)冷原子團(tuán)。通過技術(shù)手段，將其中一個(gè)冷原子團(tuán)制備成一個(gè)單光子，使之?dāng)y帶難以用肉眼捕捉的“軌道角動(dòng)量”，并且編碼于一個(gè)特殊的高維空間結(jié)構(gòu)中。隨后，利用電磁誘導(dǎo)透明效應(yīng)，將這一單光子成功地存儲于另一個(gè)作為介質(zhì)的冷原子團(tuán)中，并且實(shí)現(xiàn)了高保真的存儲。

　　《自然·通訊》審稿人認(rèn)為，這是一項(xiàng)令人印象深刻的研究，代表了量子技術(shù)發(fā)展中一個(gè)令人激動(dòng)的分水嶺，將會在量子信息和量子原子光學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。