“留光”1小時！我國科學家刷新世界紀錄邁向“量子U盤”

新華社合肥4月25日電（記者徐海濤）光以每秒30萬公里的速度運動，讓它“慢下來”乃至“停留下來”，是重要的科研問題。

中國科學技術大學25日發佈消息，該校李傳鋒、周宗權研究組近期成功將光存儲時間提升至1小時，大幅刷新8年前德國團隊創造的1分鐘的世界紀錄，向實現量子U盤邁出重要一步。國際學術期刊《自然·通訊》日前發表了該成果，審稿人認為“這是一個巨大成就”。

光是現代信息傳輸的基本載體，光纖網絡已遍佈全球。光的存儲在量子通信領域尤其重要，因為用光量子存儲可以構建量子中繼，從而克服傳輸損耗建立遠程通信網。另一種遠程量子通信解決方案是量子U盤，即把光子保存起來，通過運輸U盤來傳輸量子信息。考慮到飛機和高鐵等運輸工具的速度，量子U盤的光存儲時間需要達到小時量級，才有實用價值。

李傳鋒、周宗權研究組長期研究這一領域，他們2015年研製出光學拉曼外差探測核磁共振譜儀，刻畫了摻銪硅酸釔晶體光學躍遷的完整哈密頓量。近期，他們在實驗上取得重大突破，結合“原子頻率梳”等技術，成功實現光信號的長壽命存儲。

在實驗中，光信號經歷了光學激發、自旋激發、自旋保護脈衝等一系列操作後，被重新讀取為光信號，總存儲時間達到1小時，而且光的相位存儲“保真度”高達96.4±2.5%。

“簡單來説，我們就是用一塊晶體把光‘存起來’，一個小時後取出來發現，它的相位、偏振等狀態信息還保存得很好。”李傳鋒説，光的狀態信息很容易消失，這個研究大大延長了保存的時間，也因此有望催生一系列創新應用。

比如，將兩台相距較遠的望遠鏡捕捉到的光，保存後放到一起進行“干涉”處理，可以突破單個望遠鏡的尺寸侷限，大幅提升觀測的精度。

量子U盤對構建全球量子通信網具有重要意義。李傳鋒介紹，為實現量子U盤，不僅要高精度的“留住光”，還要提升信噪比，這也是他們下一步努力的方向。