澳大利亞和新西蘭物理學家合作研制出一個量子硬盤原型，將信息存儲時間延長了100多倍，達到了創紀錄的6個小時。這項突破是朝著基于量子信息構建一個安全的全球數據加密網絡邁出的重要一步，這樣的網絡可用于銀行交易和個人電子郵件。“我們相信，在全球任意兩點之間分發量子信息很快就將成為可能。”論文主要作者、澳大利亞國立大學物理與工程研究院的鐘曼錦(音譯)說，“量子態非常脆弱，通常只能保持幾毫秒，然后就會崩潰。我們的長時存儲能力有望給量子信息領域帶來革新。”
存儲信息時間可達6小時的量子硬盤研制成功
朝著基于量子信息構建安全的全球數據加密網絡邁出了重要一步
通過量子網絡建立量子安全密鑰之所以難以破譯，是因為利用了作為信息載體的粒子比如光子之間的糾纏現象來加密——無論相距多遠，當觀測一個粒子的狀態時，與之關聯的另一個粒子的狀態也會發生瞬時的改變。據物理學家組織網近日報道，澳大利亞國立大學和新西蘭奧塔哥大學的研究團隊采用了嵌入晶體中的稀有稀土元素銪原子來存儲信息。這種固態存儲技術非常有前景，有望替代在光纖中使用激光的技術，目前利用后者創建的量子網絡長度大約為100公里。
“現在我們的存儲時長可以達到這么久，這意味著人們需要重新思考哪種才是分發量子數據的最佳方式。”鐘曼錦說，“如果給定一段距離，即使以步行的速度傳送我們的晶體，信息丟失也會比激光系統少。”
她說：“我們現在可以想像將糾纏光存儲在不同的晶體中，然后將它們傳送數千公里之外不同的網絡接收點的情景。因此，我們正在考慮將我們的晶體作為便攜式量子光學硬盤。”
研究團隊利用激光將一個量子態寫入銪原子核自旋上，然后將晶體置于固定磁場和振蕩磁場的組合中，以保護脆弱的量子信息。“這兩個磁場將銪原子自旋隔絕起來，防止量子信息的泄露。”奧塔哥大學的杰文·朗德爾說。
澳大利亞國立大學小組的負責人、副教授馬修·塞拉斯說：“在這么遠的距離上探索量子糾纏，這在以前是不可能的。”
