量子通訊和密碼學是高安全性通訊的未來。并且，在構建一個全球性的量子網路之前，還有許多挑戰，包括將量子訊號長距離傳播。其中一個主要的挑戰是創造儲存光所攜帶的量子信息的記憶。法國日內瓦學院(UNIGE)的研究人員與日本CNRS合作，發覺了一種新的材料，在這些材料中，一種元素鐿可以儲存和保護脆弱的量子信息，雖然在高頻下也可以。這促使鐿成為未來量子網路的理想候選者，量子網路的目標是通過充當中繼器來實現訊號的長距離傳輸。這種結果發表在《自然材料》雜志上。
現在，量子密碼學使用的光纖歷時數百公里，其特征是高度安全：不讓信息消失，就不可能復制或攔截信息。但是，難以復制訊號這一事實也制止了科學家們將其放大以進行遠距離傳播，如同Wi-Fi網路的情況一樣。
因為訊號不可能在不消失的情況下被復制或放大，科學家們目前正在研究怎樣通過捕獲光子并使它們同步，進而使量子記憶才能重復它，因而使它們才能擴散得越來越遠。剩下的就是找到制造這種量子記憶的合適材料?！半y題在于怎樣找到一種材料能孤立量子信息轉達了環境干擾的光子，這樣我們可以抓牢她們一秒鐘左右，同步，“解釋說，應用化學學系的研究員UNIGE大學的科學。
“但是一個光子在一秒鐘內傳播大概30萬公里！”這意味著化學學家和物理家必須挖掘出一種材料，這些材料與外界干擾隔絕得挺好，但仍能在高頻率下工作，便于光子能被迅速存儲和恢復——這兩種特點一般被覺得是不相容的。
雖然實驗室測試的量子顯存原型早已存在，包括這些基于稀土元素的原型，如銪或鐠，但它們的速率還不夠快。“因此，我們把興趣從元素周期表上轉移到一種迄今為止極少遭到關注的稀土元素：鐿，”尼古拉·吉辛(Gisin)解釋道。吉辛是優尼格學院(UNIGE)科學大學應用數學系院長量子通訊儲存，也是ID的創始人。Gisin院長補充道：“我們的目標是找到制造量子中繼器的理想材料，這須要將原子從它們的環境中分離下來，而環境常常會干擾訊號?！边@其實就是鐿的情況！
UNIGE和CNRS的化學學家發覺，通過將稀土放在十分精確的磁場中，稀土原子步入一種不敏感狀態，因而與環境中的干擾隔絕，因而有可能捕獲光子，使其同步?！拔覀兺ㄟ^改變磁場的振幅和方向找到了一個‘神奇的點’，”UNIGE應用數學系的研究員阿列克謝·蒂拉諾夫()和倫敦希米研究所(Paris)的研究員菲利普·戈德納()說。“當達到這一點時，鐿原子的相干時間降低了1000倍，同時在高頻率下工作！”
化學學家們如今正在建立基于鐿的量子儲存器，這些儲存器可以拿來快速地從一個中繼器過渡到另一個中繼器量子通訊儲存，同時盡可能長時間地保持光子，以實現必要的同步。這些材料為創造全球量子網路開辟了一個新的可能性領域；它還指出了在進行基礎研究的同時進行更多應用研究的重要性，例如設計量子儲存器。