高频纳米光机械系统除了在探索基础量子物理方面具有吸引力外,作为未来量子网络的节点也有很大的前景。首先,可以设计它们的光学特性来匹配特定的应用,包括在低损耗通信波长下的操作以及与其他系统(例如原子跃迁)的共振匹配。第二,机械模式可以被设计成相干地存储量子信息超过10微秒,这在本就以电信波长运行的系统中是无可比拟的。第三,力学模式提供了一个直接的界面,以其他量子系统运行在千兆赫频率范围。从外部源到量子节点的未知输入态的量子传输被认为是远程量子通信协议的关键组成部分之一。它已经在纯光子量子系统以及由光子通道连接的原子和固体自旋系统中得到证明,但将光学输入态的量子隐形传态传输到长寿命光机械存储器仍然是一个突出的挑战。
近日,来自荷兰代尔夫特理工大学量子纳米科学系、Kavli纳米科学研究所的Niccolò Fiaschi等人演示了偏振编码光输入态到一对纳米机械谐振器的联合态的量子隐形传态。他们的协议还允许在双轨编码光力学量子存储器上存储和检索任意量子比特状态。这项工作展示了单个量子中继节点的全部功能,并提出了光机械系统作为量子网络节点应用的一个关键里程碑。相关研究工作发表在《Nature Photonics》上。(詹若男)
文章链接:Fiaschi, N., Hensen, B., Wallucks, A. et al. Optomechanical quantum teleportation. Nat. Photon. (2021). https://doi.org/10.1038/s41566-021-00866-z