Figure 1 (a) Structure de niveau de 151 ions Eu 3 + à champ magnétique nul. (b) Schéma du montage expérimental. Les modulateurs optiques acoustiques étiquetés AOM 1 et AOM 2 sont utilisés pour générer les faisceaux de préparation et d'entrée. Les faisceaux d'entrée et de préparation sont combinés par un séparateur de faisceau (BS) avec un rapport réflexion/transmission de 90 10 . Le faisceau combiné est couplé dans le guide d'ondes puis collecté dans une fibre monomode avec un groupe de lentilles. L'obturateur mécanique 1 et l'obturateur 2 assurent que le détecteur monophotonique est protégé de la forte lumière de préparation. En médaillon :vue de dessus de la mémoire quantique sur puce sous un microscope. Six pistes sont fabriquées sur l'échantillon avec un espacement de 23 m , formant cinq guides d'ondes de type IV. La centrale avec la perte d'insertion minimale est utilisée pour le stockage quantique. Les lignes argentées fournissent le champ électrique pour le contrôle du temps de stockage. FC :Coupleur fibre, HWP :plaque demi-onde. Phys. Rév. Lett. 125, 260504
Des chercheurs du CAS Key Laboratory of Quantum Information de l'Université des sciences et technologies de Chine (USTC) de l'Académie chinoise des sciences ont démontré pour la première fois le stockage à la demande de qubits photoniques dans une mémoire quantique à semi-conducteurs intégrée. Ce travail a été publié dans Lettres de révision de physique .
La mémoire quantique est la technologie de base pour la construction de réseaux quantiques à grande échelle. Répéteurs quantiques ou disques durs quantiques, basé sur les mémoires quantiques, peut efficacement surmonter la perte de photons dans le canal, étendant ainsi la distance de travail des réseaux quantiques.
Le stockage à la demande nécessite la détermination du temps de stockage après l'absorption du photon par la mémoire quantique, ce qui est essentiel pour les réseaux quantiques. Cependant, Les mémoires quantiques à semi-conducteur intégrées démontrées jusqu'à présent sont toutes basées sur le schéma de peigne de fréquence atomique (AFC) avec un temps de stockage prédéterminé.
Afin de réaliser un stockage à la demande, les chercheurs ont adopté un schéma de mémoire quantique modifié :le schéma AFC modulé par Stark. Ils ont utilisé l'effet Stark pour manipuler l'évolution des ions de terres rares en temps réel en introduisant deux impulsions électriques pour contrôler le temps de stockage de la mémoire quantique.
Les chercheurs ont d'abord utilisé un système de micro-usinage laser femtoseconde (FLM) pour fabriquer des guides d'ondes optiques à la surface d'un cristal de silicate d'yttrium dopé à l'europium, puis placé deux électrodes sur puce des deux côtés des guides d'ondes optiques, de sorte que le temps de stockage puisse être contrôlé en temps réel avec une tension compatible avec la logique transistor-transistor (TTL). La perte d'insertion du guide d'onde optique était inférieure à 1 dB, qui est actuellement la meilleure valeur rapportée pour les mémoires quantiques à semi-conducteurs intégrées.
Ils ont démontré le stockage à la demande de qubits temporels avec une telle mémoire quantique à semi-conducteurs intégrée, avec une fidélité de stockage de 99,3 % ± 0,2 %. Ce résultat est proche de la meilleure fidélité de conservation obtenue avec des cristaux en vrac (99,9%, PRL108, 190505) qui a également été rapporté par le même groupe de recherche en 2012. La haute fidélité indique la fiabilité de cette mémoire quantique intégrée.
Ce travail est d'une grande importance pour la construction de mémoires quantiques de grande capacité et la construction de réseaux quantiques.
