无噪声按需原子频率梳量子存储器

我们提出了原子频率梳协议的扩展方案，利用斯塔克效应实现无噪声、按需的控制。该协议在 Pr$^{3+}$:Y$_2$SiO$_5$ 固态系统中进行了实验实现，对于 0.8 $\mu$s 的存储时间获得了 38% 的读出效率。实验分别使用强脉冲与弱相干态进行，后者在平均光子数约为 $\sim 0.1$ 的输入脉冲下实现了 $570 \pm 120$ 的信噪比。发现限制更长存储时间的主要因素是 Pr$^{3+}$:Y$_2$SiO$_5$ 可达到的最小峰宽。我们采用已建立的原子频率梳模型的改进版本，研究基于 Eu$^{3+}$:Y$_2$SiO$_5$ 的按需、宽带存储器。由此我们确定，即使不借助自旋波存储，长达 100 $\mu$s 的存储时间也可能是实用的。