最近，中国科大中科院量子信息重点实验室的史保森教授团队在量子存储领域取得了重大突破，他们的研究成果在《光科学与应用》和《自然—通讯》上相继发表。该团队成功实现了两个存储单元间的高维纠缠和多自由度的超纠缠，为构建大信息量、长距离的量子网络铺平了道路。
量子纠缠，这一神秘而又实用的物理现象，是实现远距离量子通信和可扩展线性量子计算的核心。而量子纠缠的存储技术，更是实现量子计算和量子通信的关键所在。对于史保森教授团队来说，他们面临的挑战是如何实现高维纠缠的量子存储。
史保森小组巧妙地通过成像系统，成功将一个与第一个冷原子系综具有高维纠缠的单光子传送到第二个原子系综进行存储。更令人振奋的是，他们证明了两个原子系综之间存在7维轨道角动量纠缠。这一突破性的进展，不仅展示了他们在量子技术领域的深厚实力，也为未来的量子通信和量子计算研究打开了新的大门。
作为量子信息的载体，光子能够在多个自由度上产生纠缠，这种纠缠被称为超纠缠。史保森团队不仅实现了单自由度之间的纠缠，更进一步在多个自由度上实现了超纠缠。这种超纠缠不仅可以用于更有效的贝尔态测量，构建非对称的光量子网络，提高量子网络的信道容量，还可以为量子计算的物理实现提供支持。
为了达成这一成就，研究人员利用干涉技术产生了与第一个原子系综具有路径和轨道角动量两个自由度纠缠的光子。他们小心翼翼地将这个单光子传送到第二个冷原子系综，并利用另一个干涉仪将其成功存储下来。这一过程中，他们在两个原子系综之间建立了路径和轨道角动量两个自由度的超纠缠。这一突破性的进展再次证明了史保森团队的卓越实力，也让我们对量子未来的发展前景充满了期待。