如同傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),未來量子網(wǎng)絡(luò)同樣需求存儲單元。由瑞士巴塞爾大學(xué)研究團(tuán)隊研發(fā)的原子量子存儲設(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《物理評論快報》收錄。
光子以其獨特的屬性,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光子進(jìn)行存儲。
在過去2年,巴塞爾大學(xué)科研團(tuán)隊成功運用玻璃內(nèi)室中的銣原子,驗證了這一假設(shè)。盡管玻璃內(nèi)室尺寸較小,且手工打造,但對于實際應(yīng)用而言,尺寸的縮小及產(chǎn)量的提高至關(guān)重要。
針對此問題,研究人員創(chuàng)新嘗試,成功開發(fā)尺寸僅為幾毫米的玻璃內(nèi)室。為了實現(xiàn)足夠多的銣原子來進(jìn)行量子存儲,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(相當(dāng)于地球磁場的10000倍以上),這改變了原子能級,進(jìn)一步提升了激光束在量子存儲過程中的表現(xiàn)。該技術(shù)使得光子可以被有效存儲大約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)隊實現(xiàn)了制造尺寸約在單個晶圓上并行生產(chǎn)出1000個微型量子存儲器的壯舉。
研究人員致力于早日實現(xiàn)在微型玻璃內(nèi)室中單個光子的存儲。現(xiàn)在的玻璃內(nèi)室尚需進(jìn)一步優(yōu)化,以延長光子存儲時間,同時確保量子狀態(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)的人們可能將會很難想象沒有互聯(lián)網(wǎng)或手機網(wǎng)絡(luò)的生活。而未來的網(wǎng)絡(luò),可能將更多地依賴于量子技術(shù)如量子加密等,來保護(hù)信息安全并實現(xiàn)量子計算機之間的網(wǎng)絡(luò)連接。目前,研究者們已成功開發(fā)出這種可量產(chǎn)的信息存儲裝置,這無疑大破行業(yè)紀(jì)錄。
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