按需存储光谱时序多模态电信光子
量子物理
2025-12-22 v1
摘要
可扩展量子网络以实现长距离纠缠分发，关键在于量子中继器。为克服光纤中的指数传输损耗，量子中继器必须在时域、光谱域或空间域采用复用方案，而该复用方案的性能取决于提供延长存储时间和大规模多模态容量的高效量子存储器。本文演示了一种在电信波长下工作的存储器，基于 Er³⁺:Y₂SiO₅ 晶体。通过单光子探测器，我们记录了对弱相干脉冲进行按需存储与读取的实验结果，存储时间可达 1 ms，显著优于基于 Er³⁺ 的现有量子存储器。该存储器在 300 μs 存储时间下效率为 10.36%，信噪比为 10.9。我们进一步通过同时存储 20 个时域模式和 3 个光谱模式并实现按需和选择性读取，展示了其多模态容量，这对于可扩展的量子中继器架构至关重要。
引用
@article{arxiv.2512.17181,
title = {On-Demand Millisecond Storage of Spectro-Temporal Multimode Telecom Photons},
author = {Anuj Sethia and Nasser Gohari Kamel and Daniel Oblak},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.17181},
year = {2025}
}