远程量子存储器间传输单光子的存储与 retrieval

一种基本量子网络操作包括将量子比特态存储于原子量子存储器节点，继而检索并通过单光子激发传输至远程量子存储器节点以进一步存储或分析。量子网络操作的实现因此依赖于实现此类物质-光和/或光-物质量子态映射的能力。此处，我们报道利用两个远程原子系综产生、传输、存储与检索单量子。单光子由 A 地冷原子系综经 Duan、Lukin、Cirac 与 Zoller (DLCZ) [Nature v.414, 413 (2001)] 协议产生，并经 100 米长光纤导向 B 地。该光子通过 Fleischhauer 与 Lukin [Phys. Rev. Lett. v.84, 5094 (2000)] 的暗态极化激元方法转换为单一集体激发。经可编程存储时间后，原子激发被转回单光子。通过反关联参数 a 的测量，我们在 500 纳秒存储时间下实验演示了此事。强度互关联测量观测到超过十微秒的存储时间。存储时长比光量子与原子量子间转换所需时间长约两个数量级。单量子在远程量子存储器间的受控转移构成了迈向分布式量子网络的重要一步。