科技商報(bào)記者?劉霞
據(jù)化學(xué)學(xué)家組織網(wǎng)22晚報(bào)道，法國(guó)日內(nèi)瓦學(xué)院研究人員將一個(gè)量子比特儲(chǔ)存在一個(gè)晶體內(nèi)，持續(xù)時(shí)間歷時(shí)20微秒，創(chuàng)下新世界紀(jì)錄，為開發(fā)出長(zhǎng)距離量子通訊網(wǎng)路奠定了重要基礎(chǔ)。
量子通信和量子加密技術(shù)早已成為增強(qiáng)通訊安全的重要基石。當(dāng)信息（量子比特，量子估算和量子信息的基本單元）通過光纖中的一個(gè)光子在兩個(gè)對(duì)話者之間傳輸時(shí)，量子理論可以確保量子比特的真實(shí)性和保密性。但構(gòu)建遠(yuǎn)程量子通訊系統(tǒng)存在一個(gè)主要障礙：傳輸幾百公里后量子通訊儲(chǔ)存，光子會(huì)遺失，訊號(hào)也因而消失，因此，基于量子儲(chǔ)存器的“中繼器”由此而生，為使中繼器能更好地發(fā)揮作用，須要讓存儲(chǔ)量子信息的時(shí)間持續(xù)長(zhǎng)一點(diǎn)。
2015年，日內(nèi)瓦學(xué)院米凱爾·阿夫澤利烏斯領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)成功將由一個(gè)光子攜帶的量子比特在晶體（儲(chǔ)存器）內(nèi)貯存0.5微秒。在此過程中，光子在消失之前可將其量子態(tài)轉(zhuǎn)移到晶體的原子上，但這一持續(xù)時(shí)長(zhǎng)不足以建立更大的儲(chǔ)存網(wǎng)路，而前者是研制遠(yuǎn)程量子通訊的先決條件。
最新研究中，在法國(guó)量子旗艦計(jì)劃框架內(nèi)，米凱爾·阿夫澤利烏斯團(tuán)隊(duì)成功將一個(gè)量子比特儲(chǔ)存了20納秒。因此，她們使用了摻有銪的晶體，這些晶體才能先吸收光再發(fā)光。
團(tuán)隊(duì)稱：“我們?cè)诰w上施加了千分之一特斯拉的小磁場(chǎng)，并使用了動(dòng)態(tài)前饋方式，包括向晶體發(fā)送強(qiáng)烈的射頻，借以讓稀土離子脫離環(huán)境擾動(dòng)，并將儲(chǔ)存性能提升近40倍。”
阿夫澤利烏斯表示：“這是基于固態(tài)系統(tǒng)（晶體）的量子儲(chǔ)存器的世界紀(jì)錄，在保真度略有損失的情況下，我們甚至可讓時(shí)長(zhǎng)達(dá)到100納秒，這是遠(yuǎn)程量子通訊網(wǎng)路領(lǐng)域的重大進(jìn)展。”
雖然這么，她們?nèi)杂胁簧賳栴}須要解決量子通訊儲(chǔ)存，例如進(jìn)一步延長(zhǎng)儲(chǔ)存時(shí)間，在確保不失真的情況下，讓儲(chǔ)存持續(xù)時(shí)長(zhǎng)超過100納秒。據(jù)悉，她們還必須設(shè)計(jì)出一次能儲(chǔ)存超過一個(gè)光子（使光子發(fā)生“糾纏”）的新型儲(chǔ)存器，“我們的目標(biāo)是開發(fā)出一個(gè)在所有那些方面都表現(xiàn)良好的系統(tǒng)，并于六年內(nèi)推向市場(chǎng)。”