光子回波是原子與一系列電磁波脈沖相互作用時(shí)發(fā)出的相干輻射，聽上去很難理解，但科學(xué)家已經(jīng)利用它實(shí)現(xiàn)了很多應(yīng)用。

“大家都知道回聲，是聲音遇到障礙物形成的。當(dāng)光子遇到原子，也會(huì)發(fā)生回波現(xiàn)象。”周宗權(quán)副教授說，光子回波最著名的應(yīng)用是核磁共振成像，使用射頻波段的光子與人體中的原子相互作用，可以產(chǎn)生反映人體狀況的圖像，對醫(yī)學(xué)診斷具有重要意義。

近期，李傳鋒、周宗權(quán)研究組基于四能級的原子系統(tǒng)提出了無噪聲光子回波方案，創(chuàng)造性地結(jié)合不同頻率的控制脈沖以及兩次重聚過程，可通過頻譜濾波嚴(yán)格消除自發(fā)輻射噪聲。

他們在摻銪硅酸釔晶體中實(shí)現(xiàn)了該方案，實(shí)測的背景噪聲為0.0015光子，比之前光子回波實(shí)驗(yàn)的噪聲降低了99.85%。在單光子信號入射的條件下，回波的信噪比達(dá)42.5，光量子比特的存儲保真度高達(dá)95.2%。

7月19日，國際知名學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》發(fā)表了該成果。審稿人認(rèn)為，這是通往高性能量子存儲器的一項(xiàng)重要進(jìn)展。

據(jù)了解，這一原創(chuàng)性方案對建立超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)的微波光子學(xué)界面，以及基于光波光子的大尺度量子網(wǎng)絡(luò)具有重要意義，目前已申請發(fā)明專利。