中國成功「留光」1小時:技術冠全球  助實現量子儲存

經濟脈搏 16:25 2021/04/26

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中國成功「留光」1小時:技術冠全球  助實現量子儲存

光以每秒30萬公里的速度運動,讓它「慢下來」乃至「停留下來」,是重要的科研問題。新華社報道,中國科學家在「留光」技術取得突破,讓「光存儲」的時間提升至1小時,打破外國紀錄、站在全球最前端,或成為實現「量子儲存」技術的一個腳步。

新華網引述中國科技大學25日發佈的消息指,該校李傳鋒、周宗權研究組近期成功將光存儲時間提升至1小時,大幅刷新8年前德國團隊創造的1分鐘的世界紀錄,向實現「量子U盤(儲存體)」邁出重要一步。

國際學術期刊《自然·通訊》日前發表了該成果,審稿人認為「這是一個巨大成就」。

打個比喻:就如把光儲存於USB

據稱,光是現代信息傳輸的基本載體,光的存儲在量子通信領域尤其重要,因為用光量子存儲可以構建量子中繼,從而克服傳輸損耗、建立遠程通信網。

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另一種遠程量子通信解決方案是量子U盤,即是將光子保存起來,通過運輸U盤來傳輸量子信息。

專家指,光以每秒30萬公里的速度運動,如何讓光「慢下來」乃至「停留下來」,牽涉複雜技術。考慮到飛機和高鐵等運輸工具的速度,量子U盤的光存儲時間需要達到小時量級,才有實用價值。

早於2015年,李傳鋒、周宗權研究組就研製出光學拉曼外差探測核磁共振譜儀,刻畫了摻銪矽酸釔晶體光學躍遷的完整哈密頓量。近期,他們在實驗上取得重大突破,結合「原子頻率梳」等技術,成功實現光信號的長壽命存儲。

光的存儲  對開發量子通信有重要意義

李傳鋒形容,「簡單來說,我們就是用一塊晶體把光『存起來』,一個小時後取出來發現,它的相位、偏振等狀態信息還保存得很好。」

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而在實驗中,光信號經歷了光學激發、自旋激發、自旋保護脈衝等一系列操作後,被重新讀取為光信號,總存儲時間達到1小時,而且光的相位存儲「保真度」高達96.4±2.5%。

李傳鋒指出,光的狀態信息容易消失,此次研究大大延長了保存的時間,有望催生一系列創新應用。

他又指,量子U盤儲存體,對構建全球量子通信網具有重要意義,研究組不僅要高精度的「留住光」,下一步更要提升信噪比,實現量子USB。研究成果日前在國際學術期刊《自然通訊》(Nature Communications)發表。

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責任編輯:鄧國強

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