La distribuzione quantistica remota a terra è limitata a causa della perdita di fotoni nelle fibre ottiche. Una soluzione per la comunicazione quantistica remota risiede nelle memorie quantistiche:i fotoni vengono archiviati nella memoria quantistica di lunga durata (unità flash quantistica) e quindi le informazioni quantistiche vengono trasmesse dal trasporto della memoria quantistica. Data la velocità degli aerei e dei treni ad alta velocità, è fondamentale aumentare il tempo di conservazione delle memorie quantistiche nell'ordine delle ore.

In un nuovo studio pubblicato su Comunicazioni sulla natura , un team di ricerca guidato dal Prof. Li Chuanfeng e dal Prof. Zhou Zongquan dell'Università di Scienza e Tecnologia della Cina (USTC) ha esteso il tempo di conservazione delle memorie ottiche a oltre un'ora. Ha battuto il record di un minuto raggiunto dai ricercatori tedeschi nel 2013, e ha fatto un grande passo avanti verso l'applicazione delle memorie quantistiche.

Nel tentativo di ottenere la memorizzazione ottica in un campo magnetico di primo ordine di Zeeman (ZEFOZ), le strutture complicate e sconosciute del livello di energia sia nello stato fondamentale che in quello eccitato hanno a lungo messo a dura prova i ricercatori. Recentemente, i ricercatori hanno utilizzato le Hamiltoniane di spin per prevedere le strutture di livello. Però, può verificarsi un errore nella previsione teorica.

Per superare il problema, i ricercatori dell'USTC hanno adottato il protocollo AFC (Spin Wave Atom Frequency Comb) in un campo ZEFOZ, vale a dire il metodo ZEFOZ-AFC, implementare con successo la memorizzazione a lungo termine dei segnali luminosi.

Il disaccoppiamento dinamico (DD) è stato utilizzato per proteggere la coerenza dello spin e prolungare il tempo di conservazione. La natura coerente di questo dispositivo viene verificata implementando un esperimento di interferenza time-bin-like dopo 1 ora di conservazione con una fedeltà del 96,4%. Il risultato ha mostrato la grande capacità di immagazzinamento della luce coerente e il suo potenziale nelle memorie quantistiche.

Questo studio estende il tempo di archiviazione ottica dall'ordine dei minuti all'ordine delle ore. Soddisfa i requisiti di base della durata della memoria ottica per le memorie quantistiche. Attraverso l'ottimizzazione dell'efficienza di archiviazione e dei rapporti segnale/rumore (SNR), ci si aspetta che i ricercatori trasmettano informazioni quantistiche tramite vettori classici in un nuovo canale quantistico.