La distribución cuántica remota en el suelo es limitada debido a la pérdida de fotones en las fibras ópticas. Una solución para la comunicación cuántica remota radica en las memorias cuánticas:los fotones se almacenan en la memoria cuántica de larga duración (unidad flash cuántica) y luego la información cuántica se transmite mediante el transporte de la memoria cuántica. Dada la velocidad de los aviones y los trenes de alta velocidad, es fundamental aumentar el tiempo de almacenamiento de las memorias cuánticas al orden de horas.

En un nuevo estudio publicado en Comunicaciones de la naturaleza , un equipo de investigación dirigido por el profesor Li Chuanfeng y el profesor Zhou Zongquan de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) extendió el tiempo de almacenamiento de las memorias ópticas a más de una hora. Rompió el récord de un minuto logrado por investigadores alemanes en 2013, y dio un gran paso hacia la aplicación de las memorias cuánticas.

En el intento de lograr el almacenamiento óptico en un campo magnético Zeeman de primer orden cero (ZEFOZ), las complicadas y desconocidas estructuras de niveles de energía tanto en el suelo como en los estados excitados han desafiado a los investigadores durante mucho tiempo. Recientemente, Los investigadores utilizaron hamiltonianos de espín para predecir estructuras de nivel. Sin embargo, puede ocurrir un error en la predicción teórica.

Para superar el problema Los investigadores de la USTC adoptaron el protocolo de peine de frecuencia atómica de onda de espín (AFC) en un campo ZEFOZ, a saber, el método ZEFOZ-AFC, implementando con éxito el almacenamiento de señales luminosas de larga duración.

Se utilizó el desacoplamiento dinámico (DD) para proteger la coherencia de espín y extender el tiempo de almacenamiento. La naturaleza coherente de este dispositivo se verifica mediante la implementación de un experimento de interferencia similar a un contenedor de tiempo después de 1 hora de almacenamiento con una fidelidad del 96,4%. El resultado mostró la gran capacidad de almacenamiento de luz coherente y su potencial en las memorias cuánticas.

Este estudio amplía el tiempo de almacenamiento óptico del orden de minutos al orden de horas. Cumple con los requisitos básicos de la vida útil del almacenamiento óptico para las memorias cuánticas. Mediante la optimización de la eficiencia del almacenamiento y las relaciones señal / ruido (SNR), Se espera que los investigadores transmitan información cuántica mediante portadores clásicos en un nuevo canal cuántico.