Quantumdistributie op afstand op de grond is beperkt vanwege het verlies van fotonen in optische vezels. Een oplossing voor kwantumcommunicatie op afstand ligt in kwantumgeheugens:fotonen worden opgeslagen in langlevend kwantumgeheugen (quantum flash drive) en vervolgens wordt kwantuminformatie verzonden door het transport van het kwantumgeheugen. Gezien de snelheid van vliegtuigen en hogesnelheidstreinen, het is van cruciaal belang om de opslagtijd van kwantumgeheugens te verhogen tot de orde van uren.

In een nieuwe studie gepubliceerd in Natuurcommunicatie , een onderzoeksteam onder leiding van prof. Li Chuanfeng en prof. Zhou Zongquan van de University of Science and Technology of China (USTC) verlengde de opslagtijd van optische geheugens tot meer dan een uur. Het brak het record van één minuut dat Duitse onderzoekers in 2013 behaalden. en maakte een grote stap in de richting van de toepassing van kwantumgeheugens.

In de poging om optische opslag te bereiken in een nul-eerste-orde-Zeeman (ZEFOZ) magnetisch veld, de gecompliceerde en onbekende energieniveaustructuren in zowel de grond als de aangeslagen toestanden hebben onderzoekers lang uitgedaagd. Onlangs, onderzoekers gebruikten spin Hamiltonians om niveaustructuren te voorspellen. Echter, er kan een fout optreden in de theoretische voorspelling.

Om het probleem te overwinnen, onderzoekers van USTC hebben het spin-wave atomaire frequentiekam (AFC) -protocol aangenomen in een ZEFOZ-veld, namelijk ZEFOZ-AFC methode, succesvolle implementatie van langlevende opslag van lichtsignalen.

Dynamische ontkoppeling (DD) werd gebruikt om de spincoherentie te beschermen en de opslagtijd te verlengen. Het coherente karakter van dit apparaat wordt geverifieerd door een tijd-bin-achtig interferentie-experiment te implementeren na 1 uur opslag met een getrouwheid van 96,4%. Het resultaat toonde de grote opslagcapaciteit van coherent licht en zijn potentieel in kwantumgeheugens.

Deze studie breidt de optische opslagtijd uit van de orde van minuten naar de orde van uren. Het voldoet aan de basisvereisten van de optische opslaglevensduur voor kwantumgeheugens. Door de opslagefficiëntie en signaal-ruisverhoudingen (SNR) te optimaliseren, Van onderzoekers wordt verwacht dat ze kwantuminformatie door klassieke dragers in een nieuw kwantumkanaal verzenden.