科学家实现固态量子存储有望催生超高安全性通讯

科学家最近发现了将量子点(quantum-bits，qubits)由所纠缠的光子(photons)转移到固态结晶存储元件的方法，让宽频量子网路的实现又前进了一小步。透过采用过冷晶体(super-cooled crystal)，科学家证实了量子网路波导(quantum network waveguide)的纠缠态量子点，能转移到固态存储，而且此过程是可逆转的。      
      
以上是加拿大卡尔加里大学(University of Calgary)以及德国帕德柏恩大学(University of Paderborn)的合作研究成果；他们发现了光子-光子纠缠与光子还有固态原子激发(excitation of atoms)之间的可逆性转移。以稀土元素(thulium)掺杂铌酸锂(lithium niobate)制成的波导，则用以做为该种光子回波量子存储的通讯协定。      
     
另一个来自瑞士日内瓦大学(University of Geneva)的研究团队，也透过50公尺的光纤连结完成类似的实验；证实了量子中继器(quantum repeaters)可能将量子网路的超高安全性通讯，扩展到任何距离。
     
卡尔加里大学的研究团队已经证实，他们所采用的铌酸锂波导(已经广泛应用在光纤通讯领域)，能处理5MHz~5GHz的讯号，记忆体保留时间为7奈秒(nanosecond)；该团队的宽频量子记忆体利用现成的铌酸锂晶体，并需要超冷却至摄氏零下270度。接下来，研究团队打算制作一个及时读写通道，采用远距传输(teleportation)来将量子点移进/出固态内存。  
      
“我们已经证实了光子与晶体的原子之间会产生纠缠；下一步我们将以第三个光子进行交互作用，将其状态透过纠缠传输到固态内存中。”卡尔加里大学量子资讯科学研究所(the Institute for Quantum Information Science)教授Wolfgang Tittel表示：“这种传输步骤可望实现未来的超高安全性长距离通讯量子网路。”
      
除此之外，研究团队也计划延长记忆体保留时间，目标是由7奈秒拉长到1秒──这也是采用该种中继器来制作更大型的量子网路的必要条件。 编译： Judith Cheng 参考原文： Solid-state quantum memory unveiled ，by R. Colin Johnson