科學家實現固態量子存儲有望催生超高安全性通訊
發布時間：2011-01-19 08:50:29
摘 要：科學家最近發現了將量子點(quantum-bits，qubits)由所糾纏的光子(photons)轉移到固態結晶存儲元件的方法，讓寬頻量子網路的實現又前進了一小步。透過采用過冷晶體(super-cooled c...
科學家最近發現了將量子點(quantum-bits，qubits)由所糾纏的光子(photons)轉移到固態結晶存儲元件的方法，讓寬頻量子網路的實現又前進了一小步。透過采用過冷晶體(super-cooled crystal)，科學家證實了量子網路波導(quantum network waveguide)的糾纏態量子點，能轉移到固態存儲，而且此過程是可逆轉的。
以上是加拿大卡爾加里大學(University of Calgary)以及德國帕德柏恩大學(University of Paderborn)的合作研究成果;他們發現了光子-光子糾纏與光子還有固態原子激發(excitation of atoms)之間的可逆性轉移。以稀土元素(thulium)摻雜鈮酸鋰(lithium niobate)制成的波導，則用以做為該種光子回波量子存儲的通訊協定。
另一個來自瑞士日內瓦大學(University of Geneva)的研究團隊，也透過50公尺的光纖連結完成類似的實驗;證實了量子中繼器(quantum repeaters)可能將量子網路的超高安全性通訊，擴展到任何距離。
卡爾加里大學的研究團隊已經證實，他們所采用的鈮酸鋰波導(已經廣泛應用在光纖通訊領域)，能處理5MHz~5GHz的訊號，記憶體保留時間為7奈秒(nanosecond);該團隊的寬頻量子記憶體利用現成的鈮酸鋰晶體，并需要超冷卻至攝氏零下270度。接下來，研究團隊打算制作一個及時讀寫通道，采用遠距傳輸(teleportation)來將量子點移進/出固態內存。
“我們已經證實了光子與晶體的原子之間會產生糾纏;下一步我們將以第三個光子進行交互作用，將其狀態透過糾纏傳輸到固態內存中。”卡爾加里大學量子資訊科學研究所(the Institute for Quantum Information Science)教授Wolfgang Tittel表示：“這種傳輸步驟可望實現未來的超高安全性長距離通訊量子網路。”
除此之外，研究團隊也計劃延長記憶體保留時間，目標是由7奈秒拉長到1秒──這也是采用該種中繼器來制作更大型的量子網路的必要條件。
（責任編輯：ZaneXu 來源：電子工程專輯 ）
