研究目的
利用最优控制技术，在室温原子中开发具有高效率和保真度的高性能原子拉曼存储器。
研究成果
该研究展示了一种高性能拉曼量子存储器，其效率达82.0%，保真度为98.0%，超越了不可克隆极限。凭借宽带特性和室温运行能力，该存储器在量子信息处理领域展现出实际应用潜力。
研究不足
内存带宽受限于现有的强度调制器和电子设备，最短脉冲持续时间为6纳秒。退相干时间受原子扩散限制，进一步提高光学深度和时间控制能力可增强效率。
1：实验设计与方法选择：
该实验采用石蜡涂层玻璃腔内87Rb原子蒸气（78.5°C）的拉曼量子存储装置。通过最优控制技术调控写入脉冲以提升存储效率，具体方法基于文献32的理论模型对写入脉冲波形进行迭代优化。
2：5°C）的拉曼量子存储装置。通过最优控制技术调控写入脉冲以提升存储效率，具体方法基于文献32的理论模型对写入脉冲波形进行迭代优化。 样本选择与数据来源：
2. 样本选择与数据来源：核心组件为长10.0厘米、直径1.0厘米的87Rb原子蒸气腔体（加热至78.5°C）。初始通过光泵浦脉冲将原子制备在|m?=|52S?/?,F=2?态。
3：0厘米、直径0厘米的87Rb原子蒸气腔体（加热至5°C）。初始通过光泵浦脉冲将原子制备在|m?=|52S?/?,F=2?态。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包含半导体激光器（Toptica DLPro+Boosta）、声光调制器（AOMs）、普克尔盒（Conoptics 360-80型）、格兰偏振器、分束器、压电陶瓷换能器、光电探测器（D1-D3）、单光子探测器（D4）、标准具及示波器；材料包括石蜡涂层玻璃腔体与铷原子。
4：3）、单光子探测器（D4）、标准具及示波器；材料包括石蜡涂层玻璃腔体与铷原子。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：首先通过光泵浦制备原子态，输入信号脉冲Ein经时域优化的写入脉冲存储为原子自旋波，延迟后使用读取脉冲实现自旋波提取。检测手段包括强度测量法（效率校准）、基于量子层析的零差探测法（保真度测量）及单光子探测法（噪声分析）。
5：数据分析方法：
通过强度测量计算存储效率，采用最大似然法重建密度矩阵评估保真度，结合噪声统计分析。利用理论拟合结果与实验数据进行对比验证。
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semiconductor laser
DLPro + Boosta
Toptica
Generate strong driving beams for write and read pulses
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acousto-optic modulator
Control intensities and temporal shapes of laser beams
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Pockels cell
360-80
Conoptics
Control temporal shape of input signal pulse
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Glan polarizer
Spatial overlap and separation of optical fields
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beam splitter
Split and combine optical beams in the setup
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piezoelectric transducer
Vary the phase of the local oscillator in homodyne detection
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photo-detector
D1, D2, D3
Detect optical signals for intensity measurements
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single-photon detector
D4
Detect single photons for noise analysis
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etalon
Filter leaked driving photons
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oscilloscope
Record and display signal waveforms
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atomic vapor cell
Contain 87Rb atoms for the memory medium
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