科學(xué)家研發(fā)原子量子存儲(chǔ)器件，可大規(guī)模制造并應(yīng)用于量子網(wǎng)絡(luò)

如同傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，未來(lái)量子網(wǎng)絡(luò)同樣需求存儲(chǔ)單元。由瑞士巴塞爾大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)的原子量子存儲(chǔ)設(shè)備，坐落于微型玻璃內(nèi)室，堪稱巨匠之作。此所得研究結(jié)果，已被最新一期的《物理評(píng)論快報(bào)》收錄。

光子以其獨(dú)特的屬性，成為了量子信息傳輸?shù)氖走x媒介。然而，為了保證量子力學(xué)狀態(tài)的準(zhǔn)確性和轉(zhuǎn)化的穩(wěn)定性，我們需要在某些特定情況下對(duì)光子進(jìn)行存儲(chǔ)。

在過(guò)去2年，巴塞爾大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)成功運(yùn)用玻璃內(nèi)室中的銣原子，驗(yàn)證了這一假設(shè)。盡管玻璃內(nèi)室尺寸較小，且手工打造，但對(duì)于實(shí)際應(yīng)用而言，尺寸的縮小及產(chǎn)量的提高至關(guān)重要。

針對(duì)此問(wèn)題，研究人員創(chuàng)新嘗試，成功開(kāi)發(fā)尺寸僅為幾毫米的玻璃內(nèi)室。為了實(shí)現(xiàn)足夠多的銣原子來(lái)進(jìn)行量子存儲(chǔ)，他們將玻璃內(nèi)室溫度升高至100℃，以此提高蒸發(fā)壓力。

此外，研究人員采用了1特斯拉的磁場(chǎng)（相當(dāng)于地球磁場(chǎng)的10000倍以上），這改變了原子能級(jí)，進(jìn)一步提升了激光束在量子存儲(chǔ)過(guò)程中的表現(xiàn)。該技術(shù)使得光子可以被有效存儲(chǔ)大約100納秒，足以供其在30米的距離內(nèi)進(jìn)行傳播。

至此，研究團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了制造尺寸約在單個(gè)晶圓上并行生產(chǎn)出1000個(gè)微型量子存儲(chǔ)器的壯舉。

研究人員致力于早日實(shí)現(xiàn)在微型玻璃內(nèi)室中單個(gè)光子的存儲(chǔ)?，F(xiàn)在的玻璃內(nèi)室尚需進(jìn)一步優(yōu)化，以延長(zhǎng)光子存儲(chǔ)時(shí)間，同時(shí)確保量子狀態(tài)的穩(wěn)定性。

在現(xiàn)代信息技術(shù)的核心領(lǐng)域——信息存儲(chǔ)方面，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，21世紀(jì)的人們可能將會(huì)很難想象沒(méi)有互聯(lián)網(wǎng)或手機(jī)網(wǎng)絡(luò)的生活。而未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)，可能將更多地依賴于量子技術(shù)如量子加密等，來(lái)保護(hù)信息安全并實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)連接。目前，研究者們已成功開(kāi)發(fā)出這種可量產(chǎn)的信息存儲(chǔ)裝置，這無(wú)疑大破行業(yè)紀(jì)錄。