上交大突破宽带量子存储瓶颈，实现近完美性能
11月21日，上海交通大学正式发布消息，由物理与天文学院讲席教授、李政道研究所兼职研究员张卫平领衔的科研团队在量子信息存储领域实现重大突破，成功研发出一种兼具高效率、高保真度和低噪声特点的宽带量子存储新技术。
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量子存储器作为构建量子通信网络、量子计算与量子中继的核心器件，其性能直接影响着量子信息处理的效率与可靠性。
传统量子存储方案在提升存储效率时，往往会放大四波混频噪声，导致量子态失真，严重制约了其在高带宽、单光子水平下的实用化进程。如何在保持高效率的同时有效抑制噪声，成为该领域长期面临的关键难题。
为攻克这一难题，张卫平团队从光与原子相互作用的基本机制出发，首次揭示了光脉冲时域波形与原子自旋波空间分布之间的汉克尔时空变换映射关系。
基于这一发现，团队提出并验证了一种智能光控自旋波压缩策略，通过优化控制光脉冲的时域形状，使激发的自旋波在空间上实现高度局域化，从而在不增加噪声的前提下，显著提升了存储效率与保真度。
实验中，团队采用差分进化算法对控制光脉冲进行智能优化，在热原子铷蒸气体系中实现了对17纳秒光脉冲的高效存储与读取。
结果显示，该方案在单光子输入条件下，实现了94.6%±1%的存储效率与98.91%±0.1%的量子保真度，噪声水平降至0.026±0.012光子/脉冲，信噪比高达38.8，噪声-效率比仅为0.028，成为高带宽存储体系中首个突破90%效率实用瓶颈的技术。
该成果不仅首次在宽带条件下实现了"近完美"的量子存储性能，更为构建高速量子通信网络、量子中继器及连续变量量子信息系统提供了关键技术支撑。该技术有望显著提升量子密钥分发系统的传输速率与距离，在500公里以上量子通信链路中具备重要应用潜力。
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