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深度解讀

新型量子硬盤原型有望替代激光傳輸技術

來源:科技日報2015-01-13 我要評論(0 )   

澳大利亞(ya) 和新西蘭(lan) 物理學家合作研製出一個(ge) 量子硬盤原型,將信息存儲(chu) 時間延長了100多倍,達到了創紀錄的6個(ge) 小時。這項突破是朝著基

 澳大利亞和新西蘭物理學家合作研製出一個量子硬盤原型,將信息存儲時間延長了100多倍,達到了創紀錄的6個小時。這項突破是朝著基於量子信息構建一個安全的全球數據加密網絡邁出的重要一步,這樣的網絡可用於銀行交易和個人電子郵件。

  “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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