澳大利亞研發(fā)出迄今最高效激光量子存儲(chǔ)技術(shù)

　　澳大利亞國(guó)立大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究小組研發(fā)出了世界上迄今效率最高的激光量子存儲(chǔ)技術(shù)，使我們朝著研制出超快速的量子計(jì)算機(jī)和提升通信安全指數(shù)的方向又邁進(jìn)了一 步。相關(guān)論文發(fā)表在6月24日出版的《自然》雜志上。

　　該校物理與工程研究院激光物理中心的科學(xué)家首次通過(guò)阻斷和控制激光來(lái)操控晶體中的電子。這一系統(tǒng)史無(wú)前例的高效率和高精準(zhǔn)度可使激光精妙的量子特性被存 儲(chǔ)、操控和憶起。

　　研究主導(dǎo)者摩根·賀吉斯說(shuō)，新技術(shù)大大減少了激光穿越過(guò)程中光子的損失，使其從單光子水平的微弱相干態(tài)調(diào)整至500個(gè)光子水平的亮態(tài)，并能將存儲(chǔ)效率提升至69%，而傳統(tǒng)的量子存儲(chǔ)效率一般為17%，最高不超過(guò)45%。

　　由于量子力學(xué)固有的不確定性，激光在穿越晶體過(guò)程中會(huì)遺失部分的信息，并能將存儲(chǔ)的信息以三維全息圖的方式即刻呈現(xiàn)出來(lái)。處于量子相干態(tài)時(shí)，僅能輸入30個(gè)或更少的光子。而新技術(shù)將打破量子不可克隆定理，即單量子或未知量子態(tài)不能被克隆的限制，使更多的輸入信息可被尋回，而非遺失或損壞，在實(shí)際應(yīng)用中可顯著提升通信的安全指數(shù)。

　　此外，研究人員表示，激光存儲(chǔ)還可用于測(cè)試和詮釋基礎(chǔ)物理現(xiàn)象，例如奇異的量子糾纏現(xiàn)象與愛(ài)因斯坦相對(duì)論存在著怎樣的關(guān)聯(lián)。主要研究人員馬修· 塞拉斯介紹說(shuō)：“我們能夠在兩種晶體存儲(chǔ)器間實(shí)現(xiàn)量子糾纏。根據(jù)量子力學(xué)，無(wú)論雙方相距多遠(yuǎn)，它們都保有特別的關(guān)聯(lián)性，讀取一個(gè)存儲(chǔ)器內(nèi)的信息必將即刻改變另一個(gè)存儲(chǔ)器中所儲(chǔ)存的信息;而根據(jù)相對(duì)論，存儲(chǔ)器的移動(dòng)方式將影響經(jīng)過(guò)它的時(shí)間的長(zhǎng)短。使用性能良好的量子存儲(chǔ)器將大大降低測(cè)量和解釋這些基礎(chǔ)物理效應(yīng)的難度，使其變得‘平易近人’。”

　　研究小組此前曾成功地將晶體中的光束阻斷了1秒多的時(shí)間，為當(dāng)時(shí)最好成績(jī)的1000倍。將光束“凍住”的時(shí)間大大延長(zhǎng)，意味著可能據(jù)此找到實(shí)用方法，以制造出光子計(jì)算機(jī)或量子計(jì)算機(jī)所需的存儲(chǔ)設(shè)備。下一步研究團(tuán)隊(duì)還將再接再厲，在兼顧提升存儲(chǔ)效率的同時(shí)，使儲(chǔ)存時(shí)間延長(zhǎng)至若干小時(shí)。