上海交大突破量子存储瓶颈，实现近完美宽带技术
11月21日，上海交通大学正式宣布，由物理与天文学院讲座教授、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取得重大突破，成功研发出一套兼具高效能、高保真度和低噪声的宽带量子存储新技术。
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作为构建量子通信网络、量子计算与量子中继的核心器件，量子存储器的性能直接决定了量子信息处理的效率和可靠性。
传统量子存储方案在提升存储效率时，往往会加剧四波混频噪声，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，一直是该领域面临的关键挑战。
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入手，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，团队提出并实验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，使激发出的自旋波在空间上高度局域化，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，在热原子铷气体中实现了对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，噪声水平低至每脉冲0.026±0.012个光子，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%效率可用性瓶颈的方案。
这一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，也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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