近日，中国科学技术大学潘建伟、张强团队联合济南量子技术研究院郑名扬课题组，在紫外波段离子阱量子存储器与通信光纤的高效量子

近日，中国科学技术大学潘建伟、张强团队联合济南量子技术研究院郑名扬课题组，在紫外波段离子阱量子存储器与通信光纤的高效量子互联上取得重要突破。研究团队基于自研的薄膜铌酸锂量子频率转换芯片，实现从钙离子离子阱393纳米紫外单光子到1550纳米通信波段的高效低噪声波长变换，相关成果已于10月13日发表在国际权威期刊《物理评论快报》 。 囚禁离子（离子阱）体系拥有超长量子相干时间与极高操控精度，是未来广域量子网络和量子中继最受关注的候选平台之一。然而，常用钙离子离子阱的特征发光波长落在393纳米紫外，该波段在普通通信光纤中损耗极高，长期以来只能实现米级传输，很难接入已有的长距离光纤基础设施，成为制约离子阱节点组网的一大瓶颈。 为破解难题，科研人员从准相位匹配的底层物理机理入手，建立了畴缺陷造成转换效率衰减的定量模型，同时发现短波泵浦条件下信号与噪声之间独特的反向调谐规律，由此发展出一套专门的噪声抑制方案。基于周期极化薄膜铌酸锂脊型波导，团队最终研制出高性能量子频率转换模块：端到端转换效率达28.8%，泵浦噪声控制在每秒35个，较此前国际最好结果效率提升约30倍、噪声下降两个数量级以上，创下该波段新的世界纪录。 该芯片已在钙离子离子阱平台完成验证，能够支持高信噪比的远程离子‑离子纠缠分发与器件无关量子密钥分发演示。研究团队同时提示，当前成果仍是实验室原理验证；要打造可实用化的离子阱量子中继节点，还需要攻克系统小型化、长期稳定性、多通道复用等一系列工程难题，广域量子互联网建设仍处在早期探索阶段。 #中国科大 #离子阱量子存储器 #量子频率转换芯片 #量子中继 #广域量子网络