量子存储最近获重大突破,达到实用要求,已将欧美远远甩在后面

科技界最近又有一个重磅消息,中国科学技术大学发布消息,校研究组近期成功将光存储时间提升至1小时,大幅刷新8年前德国团队创造的1分钟的世界纪录,向实现量子U盘迈出重要一步。国际学术期刊《自然·通讯》发表了该成果,那这项突破到底有多牛呢?

首先应该需要知道人类信息存储经历了哪些发展阶段1、远古时代,结绳记事;2、文字出现后的古代经历了甲骨文、竹简、最后到纸张来记录和传递信息;3、近代随着科技的发展,利用信息技术,发明了磁介质存储,代表作有(磁带、磁鼓发展成为磁盘及常说的硬盘、)4、硬盘,这个就不多说了;5、光介质存储(光盘即我们之前用的DVD唱盘)、6、纳米存储(发展方向量子存储)

所以纵观远古到现代我们会发现都是以物理原理来存储信息的。是不是很惊讶呢。

那有人要问了这个DVD光盘和现在我们突破的光量子存储有啥区别呢?

简单来说光盘写入方式是将激光束照射光盘,曝光与否来写入二进制0或1,通过这种方式来刻录数据。在读取时,通过透镜将镜面的二进制码反射出来,然后计算机在读取出来。

光量子存储其实就是要将光子留在介质里面。我们需要时再将光子读取出来。这个可就相当难了。

在量子通信领域尤其重要,因为基于光量子存储它可以构建量子中继,从而克服信道损耗,建立起大尺度的量子网络的另一种远程量子通信的解决方案,就是量子U盘,也就是把光子的存储到超长寿命—量子存储器当中,然后通过直接运输量子U盘来传输量子信息,那么怎么存储呢?

在这里给大家科普一下什么是量子U盘,量子U盘,即把光子保存起来,通过运输U盘来传输量子信息。考虑到飞机和高铁等运输工具的速度,量子U盘的光存储时间需要达到小时量级,才有实用价值。

当光子进入到介质,光子的状态就会传递到介质身上,而介质就会降低光子的速度,真空当中光子每秒钟可以狂奔约30万公里,但是在不同的介质,由于存在折射率的速度就不同,所以就能在一个相对比较长的时间内把自己的状态信息,传递存储在这个介质当中,这就是量子光存储的基本原理,所以关键就是要找到这样一种能让光慢下来的介质和手段,这也是国际学术界孜孜以求的目标。

早在1999年的美国利用冷原子气体,把光速降到了每秒17米,而2013年的德国团队利用掺镨硅酸钇晶体使光停留了一分钟,创下了世界纪录,但是仍然远低于量子U盘的技术需求,而这次,中国科学家通过自制光学拉曼外差探测核磁共振谱仪,精确刻画了一种叫掺铕硅酸钇晶体光学跃迁的完整哈密顿量,是不是听这名儿就头大了?总之,你把它理解成一团物质的集合就行了,科学家让600米的光脉冲停下来。存到这个五毫米厚的特殊晶体当中呢,过一个小时再把光信号读取出来,发现他的相位,偏振等状态信息还保存得很好,这一成果将光存储时间从分钟量级推进到了小时量级,满足了量子U盘对光存储寿命指标的基本需求,为未来建立全新的量子信道提供了技术上的可能,是不是很牛?

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