Prof. LI Chuanfeng och prof. Zhou Zongquan från University of Science and Technology of China (USTC) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) har innovativt höjt och realiserat protokollet för brusfritt fotoneko (NLPE). Forskningen av hela originalitet reducerade bruset med 670 gånger jämfört med tidigare strategier och uppnådde ett solidt kvantminne med hög trohet. Resultaten publicerades i Naturkommunikation .

Först observerad av Erwin Hahn 1950, fotoneko är en grundläggande fysisk interaktion mellan ljus och materia samt ett viktigt verktyg för att manipulera elektromagnetiska fält. Dock, den intensiva spontana brusemissionen som genereras har samma frekvens som signalen, det är i princip omöjligt att skilja dem åt.

Tidigare protokoll, såsom atomfrekvenskam och återupplivandet av tystade eko, misslyckades med att eliminera den spontana bulleremissionen så mycket som behövdes.

I den här studien, forskarna implementerade NLPE-protokollet i Eu ³⁺ :Y ₂ SiO ₅ kristall för att fungera som ett optiskt kvantminne och applicerade ett aromiskt system i fyra nivåer för att undertrycka bruset.

Genom att dubbelfasa om pulsen i det fyrnivåiga atomsystemet, de manipulerade den spontana brusemissionen för att ha en annan frekvens än signalen. Så det är mycket lättare att separera signalen från brusemissionen. Även om andra ljud upptäcktes i praktiska experiment, de bedömdes alla vara triviala.

Resultaten av experimenten visade att bruset var 0,0015 fotoner, 670 gånger mindre än tidigare resultat. Förutom, effektiviteten för NLPE var mer än tre gånger större än den för tidigare protokoll.

Vidare, dess höga effektivitet, hög trohet och lätt att uppnå berättigar NLPE med magnifika fördelar som ett ljudlöst kvantminnesprotokoll.

Alla dessa fördelar tar oss ett närmare steg mot långdistanskvantkommunikation.