近日，来自中国科技大学量子信息研究所的研究人员们报告了在151Eu3+:Y2SiO5晶体中使用飞秒激光微加工制作II型波导，并验证了基于该波导的光量子存储器的可靠性。
      151Eu3+掺杂硅酸钇晶体(151Eu3+:Y2SiO5)是一种独特的材料，具有超精细状态，相干时间可达6 小时。科研人员一直致力于将这种材料发展成基于大块晶体的光量子存储器。光学量子存储器是实现大规模量子网络的关键器件，它可以高保真地在光和物质之间映射量子信息。高保真度、多模态容量、长存储时间的量子存储器已经在大体积的稀土离子掺杂晶体中得到了证明，是一种很有前途的器件。但可集成结构(如光波导)能促进基于151Eu3+:Y2SiO5的量子记忆的实际应用到目前为止尚未证实。
       此次研究人员们使用飞秒激光微加工制作的II型波导与单模光纤兼容，插入损耗最小为4.95 dB。光波导中的按需光存储已经通过自旋波原子频率梳(AFC)方案和沉默再生效回声(ROSE)方案被证明。基于这两种方案，研究人员们进行了一系列的干扰实验来表征其存储保真度。自旋波AFC方案读出脉冲的干扰可见度为0.99±0.03，ROSE方案为0.97±0.02，这说明了集成光存储器的可靠性，验证了波导光存储器的可靠性。

图：实验装置示意图。主激光束被分成两部分，分别作为制备模式、控制模式和输入模式。输入模式可以通过自旋波AFC方案中的输入1模式注入，也可以通过ROSE方案中的输入2模式注入。黄色光束代表自旋波AFC存储方案的光路。红色光束表示ROSE方案的输入和输出模式。

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