留澳中國學者研究量子存儲獲重大突破
2015年01月13日 9:2 4544次瀏覽 來源： 新華網(wǎng) 分類： 稀土 作者： 徐海靜
留澳中國學者鐘滿金和同事們在量子存儲研究方面取得重大突破，實現(xiàn)了長達６個小時的量子存儲時間，比以往水平延長了１００倍，預(yù)示著固態(tài)量子硬盤和全球范圍的量子通信可能成為現(xiàn)實。
量子通信具有高保密性和安全性，對國防、軍事和金融甚至個人社交網(wǎng)絡(luò)安全都有重要價值。但在以往研究中，量子存儲器這一關(guān)鍵器件的存儲壽命太短，僅達到毫秒級。新研究朝著解決這一根本難題邁出了一大步。
這項研究由澳大利亞國立大學和新西蘭奧塔哥大學合作完成，相關(guān)論文發(fā)表在最新一期英國《自然》雜志上，澳大利亞國立大學物理與工程研究學院的中國博士留學生鐘滿金是論文第一作者。
研究人員用嵌于晶體中的稀土元素銪原子存儲量子信息，利用磁場將量子信息與外界環(huán)境孤立起來，避免它坍塌，從而實現(xiàn)了長達幾個小時的存儲。
在此前的研究中，量子信息存儲在光纖中的激光束里，傳輸距離局限在１００千米左右。新研究使用固態(tài)晶體，有望發(fā)展成一種全新的長距離量子通信技術(shù)。研究人員說，這種晶體可視為存儲量子糾纏態(tài)的便攜式光學硬盤。
量子通信的基礎(chǔ)是微觀粒子的量子糾纏態(tài)。有共同來源的兩個粒子間具有“糾纏關(guān)系”，無論相距多遠，只要一個粒子狀態(tài)發(fā)生變化，另一個立即產(chǎn)生相應(yīng)變化。
“量子態(tài)非常脆弱，一般會在幾毫秒內(nèi)坍塌。我們把這個存儲時間延長到幾個小時，這可能會徹底改變量子糾纏態(tài)在通信網(wǎng)絡(luò)中的傳輸方式，”鐘滿金接受新華社記者采訪時說。她認為，很快就可能在全球任意兩點之間進行量子信息交換。
這項研究成果另一個令人激動的方面是，利用量子硬盤，可能進行一些新的量子力學基本實驗。此前人們無法對相隔距離較遠的量子糾纏態(tài)進行探索。
責任編輯：李峒峒
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