留澳中國學(xué)者研究量子存儲獲重大突破
2015年01月13日 9:2 4121次瀏覽 來源： 新華網(wǎng) 分類： 稀土 作者： 徐海靜
留澳中國學(xué)者鐘滿金和同事們在量子存儲研究方面取得重大突破，實(shí)現(xiàn)了長達(dá)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(shí)。
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(dá)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(xiàng)研究由澳大利亞國立大學(xué)和新西蘭奧塔哥大學(xué)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(xué)物理與工程研究學(xué)院的中國博士留學(xué)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(shí)現(xiàn)了長達(dá)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(xué)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(yuǎn)，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(rèn)為，很快就可能在全球任意兩點(diǎn)之間進(jìn)行量子信息交換。
這項(xiàng)研究成果另一個令人激動的方面是，利用量子硬盤，可能進(jìn)行一些新的量子力學(xué)基本實(shí)驗(yàn)。此前人們無法對相隔距離較遠(yuǎn)的量子糾纏態(tài)進(jìn)行探索。
責(zé)任編輯：李峒峒
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