Figura 1 (a) Estructura de niveles de 151 iones Eu 3 + en campo magnético cero. (b) Diagrama de la configuración experimental. Los moduladores ópticos acústicos etiquetados como AOM 1 y AOM 2 se emplean para generar los haces de preparación y entrada. Los haces de entrada y de preparación se combinan mediante un divisor de haz (BS) con una relación de reflexión a transmisión de 90 ∶ 10. El haz combinado se acopla a la guía de ondas y luego se recoge en una fibra monomodo con un grupo de lentes. El obturador mecánico 1 y el obturador 2 garantizan que el detector de fotón único esté protegido de la fuerte luz de preparación. Recuadro:vista superior de la memoria cuántica en chip bajo un microscopio. Se fabrican seis pistas en la muestra con un espaciado de 23 μ m, formando cinco guías de ondas de tipo IV. El central con la mínima pérdida de inserción se emplea para el almacenamiento cuántico. Las líneas plateadas proporcionan el campo eléctrico para controlar el tiempo de almacenamiento. FC:acoplador de fibra, HWP:placa de media onda. Phys. Rev. Lett. 125, 260504
Investigadores del Laboratorio Clave CAS de Información Cuántica de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) de la Academia de Ciencias de China han demostrado el almacenamiento bajo demanda de qubits fotónicos en una memoria cuántica de estado sólido integrada por primera vez. Este trabajo fue publicado en Cartas de revisión de física .
La memoria cuántica es la tecnología central para construir redes cuánticas a gran escala. Repetidores cuánticos o discos duros cuánticos, basado en memorias cuánticas, puede superar eficazmente la pérdida de fotones en el canal, extendiendo así la distancia de trabajo de las redes cuánticas.
El almacenamiento bajo demanda requiere la determinación del tiempo de almacenamiento después de que el fotón ha sido absorbido por la memoria cuántica. que es esencial para las redes cuánticas. Sin embargo, Las memorias cuánticas de estado sólido integradas demostradas hasta ahora se basan todas en el esquema de peine de frecuencia atómica (AFC) con un tiempo de almacenamiento predeterminado.
Para lograr el almacenamiento bajo demanda, los investigadores adoptaron un esquema de memoria cuántica modificado:el esquema AFC modulado por Stark. Hicieron uso del efecto Stark para manipular la evolución de los iones de tierras raras en tiempo real mediante la introducción de dos pulsos eléctricos para controlar el tiempo de almacenamiento de la memoria cuántica.
Los investigadores utilizaron por primera vez un sistema de micromaquinado láser de femtosegundos (FLM) para fabricar guías de ondas ópticas en la superficie de un cristal de silicato de itrio dopado con europio. y luego colocó dos electrodos en chip a ambos lados de las guías de ondas ópticas, de modo que el tiempo de almacenamiento se pueda controlar en tiempo real con un voltaje compatible con la lógica transistor-transistor (TTL). La pérdida de inserción de la guía de ondas óptica fue inferior a 1 dB, que es actualmente el mejor valor reportado para memorias cuánticas de estado sólido integradas.
Demostraron el almacenamiento bajo demanda de qubits de intervalo de tiempo con dicha memoria cuántica de estado sólido integrada, con una fidelidad de almacenamiento del 99,3% ± 0,2%. Este resultado está cerca de la mejor fidelidad de almacenamiento lograda con cristales a granel (99,9%, PRL108, 190505) que también fue informado por el mismo grupo de investigación en 2012. La alta fidelidad indica la confiabilidad de esta memoria cuántica integrada.
Este trabajo es de gran importancia para construir memoria cuántica de gran capacidad y construir redes cuánticas.
