“我們(men) 相信,在全球任意兩(liang) 點之間分發量子信息很快就將成為(wei) 可能。”論文主要作者、澳大利亞(ya) 國立大學物理與(yu) 工程研究院的鍾曼錦(音譯)說,“量子態非常脆弱,通常隻能保持幾毫秒,然後就會(hui) 崩潰。我們(men) 的長時存儲(chu) 能力有望給量子信息領域帶來革新。”
通過量子網絡建立量子安全密鑰之所以難以破譯,是因為(wei) 利用了作為(wei) 信息載體(ti) 的粒子比如光子之間的糾纏現象來加密——無論相距多遠,當觀測一個(ge) 粒子的狀態時,與(yu) 之關(guan) 聯的另一個(ge) 粒子的狀態也會(hui) 發生瞬時的改變。據物理學家組織網近日報道,澳大利亞(ya) 國立大學和新西蘭(lan) 奧塔哥大學的研究團隊采用了嵌入晶體(ti) 中的稀有稀土元素銪原子來存儲(chu) 信息。這種固態存儲(chu) 技術非常有前景,有望替代在光纖中使用激光的技術,目前利用後者創建的量子網絡長度大約為(wei) 100公裏。
“現在我們(men) 的存儲(chu) 時長可以達到這麽(me) 久,這意味著人們(men) 需要重新思考哪種才是分發量子數據的最佳方式。”鍾曼錦說,“如果給定一段距離,即使以步行的速度傳(chuan) 送我們(men) 的晶體(ti) ,信息丟(diu) 失也會(hui) 比激光係統少。”
她說:“我們(men) 現在可以想像將糾纏光存儲(chu) 在不同的晶體(ti) 中,然後將它們(men) 傳(chuan) 送數千公裏之外不同的網絡接收點的情景。因此,我們(men) 正在考慮將我們(men) 的晶體(ti) 作為(wei) 便攜式量子光學硬盤。”
研究團隊利用激光將一個(ge) 量子態寫(xie) 入銪原子核自旋上,然後將晶體(ti) 置於(yu) 固定磁場和振蕩磁場的組合中,以保護脆弱的量子信息。“這兩(liang) 個(ge) 磁場將銪原子自旋隔絕起來,防止量子信息的泄露。”奧塔哥大學的傑文·朗德爾說。
澳大利亞(ya) 國立大學小組的負責人、副教授馬修·塞拉斯說:“在這麽(me) 遠的距離上探索量子糾纏,這在以前是不可能的。”
他們(men) 的研究成果發表在《自然》雜誌上。
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