澳大利亞國立大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究小組研發(fā)出了世界上迄今效率最高的激光量子存儲技術(shù)，使我們朝著研制出超快速的量子計算機和提升通信安全指數(shù)的方向又邁進了一步。相關(guān)論文發(fā)表在6月24日出版的《自然》雜志上。

　　該校物理與工程研究院激光物理中心的科學(xué)家首次通過阻斷和控制激光來操控晶體中的電子。這一系統(tǒng)史無前例的高效率和高精準(zhǔn)度可使激光精妙的量子特性被存儲、操控和憶起。

　　研究主導(dǎo)者摩根·賀吉斯說，新技術(shù)大大減少了激光穿越過程中光子的損失，使其從單光子水平的微弱相干態(tài)調(diào)整至500個光子水平的亮態(tài)，并能將存儲效率提升至69%，而傳統(tǒng)的量子存儲效率一般為17%，最高不超過45%。

　　由于量子力學(xué)固有的不確定性，激光在穿越晶體過程中會遺失部分的信息，并能將存儲的信息以三維全息圖的方式即刻呈現(xiàn)出來。處于量子相干態(tài)時，僅能輸入30個或更少的光子。而新技術(shù)將打破量子不可克隆定理，即單量子或未知量子態(tài)不能被克隆的限制，使更多的輸入信息可被尋回，而非遺失或損壞，在實際應(yīng)用中可顯著提升通信的安全指數(shù)。

　　此外，研究人員表示，激光存儲還可用于測試和詮釋基礎(chǔ)物理現(xiàn)象，例如奇異的量子糾纏現(xiàn)象與愛因斯坦相對論存在著怎樣的關(guān)聯(lián)。主要研究人員馬修·塞拉斯介紹說：“我們能夠在兩種晶體存儲器間實現(xiàn)量子糾纏。根據(jù)量子力學(xué)，無論雙方相距多遠(yuǎn)，它們都保有特別的關(guān)聯(lián)性，讀取一個存儲器內(nèi)的信息必將即刻改變另一個存儲器中所儲存的信息；而根據(jù)相對論，存儲器的移動方式將影響經(jīng)過它的時間的長短。使用性能良好的量子存儲器將大大降低測量和解釋這些基礎(chǔ)物理效應(yīng)的難度，使其變得‘平易近人’?！?/p>

　　研究小組此前曾成功地將晶體中的光束阻斷了1秒多的時間，為當(dāng)時最好成績的1000倍。將光束“凍住”的時間大大延長，意味著可能據(jù)此找到實用方法，以制造出光子計算機或量子計算機所需的存儲設(shè)備。下一步研究團隊還將再接再厲，在兼顧提升存儲效率的同時，使儲存時間延長至若干小時。