לאחרונה, קבוצת המחקר של לי צ'ואנפנג וג'ואו זונגקוואן, בראשות האקדמיה גואו גואנגקן מאוניברסיטת המדע והטכנולוגיה של סין, הבינה אחסון קוונטי לפי דרישה של פוטונים ברצועת התקשורת המבוססת על מוליכי גל מסוממים בארביום, וזה צעד חשוב לקראת בניית רשתות קוונטיות של סיבים אופטיים בקנה מידה גדול. התוצאות פורסמו לאחרונה בכתב העת האקדמי הבינלאומי Physical Review Letters.
זיכרון קוונטי הוא מכשיר הליבה של הרשת הקוונטית. על ידי קריאת פוטונים סבוכים לפי דרישה, ניתן לצמצם את ההפסד האקספוננציאלי בשידור סיבים אופטיים למרחקים ארוכים לאובדן פולינומי. על מנת להשתמש ברשת הסיבים האופטיים הקיימת לבניית רשת קוונטית, הזיכרון הקוונטי צריך לעבוד בפס התקשורת. ליון הארביום האדמה הנדיר יש מעבר אופטי ייחודי ברצועת התקשורת, והוא חומר מועמד חשוב למימוש זיכרון קוונטי ברצועת התקשורת. עם זאת, זמן הקריאה של הזיכרון הקוונטי הקיים ברצועת התקשורת נקבע מראש לפני כתיבת הפוטון, ואי אפשר לממש קריאה לפי דרישה.
קבוצת המחקר של Li Chuanfeng ו-Zhou Zongquan עיבדה באופן עצמאי את מוליך הגל האופטי על גביש האיטריום סיליקט המסומם בארביום באמצעות טכנולוגיית כתיבה ישירה בלייזר, והדביקה ושולבה ישירות סיבים אופטיים חד-מודים רגילים בשני קצותיו של מוליך הגל. על מנת להשיג קריאה לפי דרישה, צוות המחקר השתמש עוד בטכנולוגיית אידוי אלקטרונים כדי לעבד אלקטרודות על-שבב משני צידי מוליך הגל, כדי להשתמש באפקט Stark המושרה בשדה חשמלי כדי לשלוט בהתפתחות הקוהרנטית של יוני ארביום ב מוליך הגל בזמן אמת. על ידי קיטוב ספיני האלקטרונים של יוני ארביום ואתחול מצבי הספין הגרעיניים שלהם, יעילות אחסון הפוטונים מוגברת ל-10.9 אחוזים, שזה שיפור של 5-פי שניים בהשוואה לאחסון קוונטי שדווח בעבר עבור פסי תקשורת משולבים. הנאמנות של האחסון הקוונטי לפי דרישה המוסדר על ידי השדה החשמלי מגיעה ל-98.3 אחוזים, חורג בהרבה מהגבול הקלאסי בהתחשב ביעילות האחסון ובסטטיסטיקות הפוטונים.
הישג זה מממש אחסון קוונטי לפי דרישה ברצועת התקשורת המבוססת על יוני ארביום, והתקן משולב סיבים אופטיים זה יכול להיות מחובר ישירות לרשת הסיבים האופטיים הקיימת. בתחום התקשורת הקלאסית, המצאת מגברי סיבים מסוממים בארביום הפכה תקשורת סיבים אופטיים למרחקים ארוכים למציאות. באופן דומה, אחסון קוונטי המבוסס על יוני ארביום יכול לשמש גם כדי להתגבר על האובדן האקספוננציאלי בתקשורת קוונטית למרחקים ארוכים, מה שמאפשר להשתמש ביוני ארביום שוב ברשתות קוונטיות. תפקיד חשוב בבנייה.
הישג זה זכה לשבחים רבים על ידי הסוקרים: "בהשוואה לעבודות קודמות, עבודה זו התקדמה חשובה, במיוחד ההדבקה הישירה של הסיב האופטי למוביל הגל האופטי, התומך בפעולה יציבה בסביבה של טמפרטורה נמוכה".
