金刚石硅空位量子存储器

    美国哈佛大学成立于1636年,位于美国马萨诸塞州剑桥市,是一所世界知名的私立研究型大学和常春藤盟校成员。学校下设多所研究生和专业学院,学科覆盖人文、社会科学、自然科学、工程、医学等主要领域,在全球范围内享有卓越的学术声誉和技术实力。


    本项目利用金刚石中硅空位(SiV)中心的电子自旋作为量子比特,其自旋处于“自旋真空”的低噪声环境中,并通过SiV中心高相干的光学跃迁与单光子实现量子接口。通过将SiV冷却到自旋–轨道能级分裂以下,冻结相关声子和轨道涨落,大幅抑制自旋退相干,使自旋量子比特在保持与光子纠缠的同时,实现毫秒量级的量子信息存储,并可通过光纤将量子态扩展到约103公里的尺度。本项目首次在SiV体系中突破自旋相干性瓶颈,通过深低温工程将自旋相干时间提升至约13毫秒,显著优于传统SiV器件及多数固态量子存储方案。该方案同时兼具高相干光子发射与长相干自旋存储,在单一物理平台上实现“光子接口 + 量子存储器 + 量子网络节点”的一体化设计,已形成美国专利,为未来量子计算与量子安全通信提供关键硬件基础。


    目前该技术处于TRL 4阶段,即以技术开发出实验室原型,但尚未在真实环境中测试。本项目已申请并获得发明专利(专利号:US11074520B2,专利年限为20年)。哈佛大学希望通过多种方式进行合作,包括技术转让、技术许可贸易、技术咨询与服务以及合作研发。哈佛大学量子光学、纳米光子学平台及其合作伙伴德国乌尔姆大学综合量子科学与技术中心(IQST)将提供一流的低温量子实验和纳米加工条件,支持项目的进一步开发和应用。


            
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