来自尼尔斯·玻尔研究所(丹麦)的一组科学家报告了一种称为“量子鼓”的不寻常量子存储器的发展。这是一种光学机械记忆,可以记住陶瓷膜(实际上是鼓)的机械(声音)振动中光子的量子态。这样的设备可以充当中继器,通过网络传输纠缠量子态,使量子互联网成为现实。
“量子鼓”是由类似玻璃的材料制成的陶瓷板。在之前的多项研究中,科学家们已经证明,经过特殊处理的陶瓷晶圆可以保留撞击它的激光束(光子)的量子态。神奇的不是光的量子态转化为声音(变成准粒子声子),而是量子设备实际上由一个非常有形的细节来表示的事实——这个设备中的量子微观世界体现在一个相当有形的宏观层面上,这是可以而且应该使用的。
鼓存储量子态,直到它可以以光子的形式进一步传输到网络中。这是一个临时记忆,对于中继器的组织是绝对必要的。毕竟,我们很清楚量子通信网络的主要优势是它们对消息拦截的敏感性。任何拦截带有量子态“带电”的光子都会违反这些状态,这表明传输已经受到损害。如果在中继器上安装经典中继器,将“量子比特”转换为数字,反之亦然,这将为泄漏提供通道,因为数字可以被拦截并且不会被注意到。
纯粹的量子中继器是我们这个时代的问题,它们仍然需要开发和开发,或者可以提出一些新的东西,例如尼尔斯·玻尔研究所开发的“量子鼓”。没有这样的设备,人们甚至不应该梦想一个万维网。丹麦人朝着正确的方向迈出了自信的一步。在实验室中,在室温下,他们表明量子信号在膜中的寿命达到23毫秒,经典相干脉冲的有效提取概率为40%。
“我们预计量子光存储在中等低温条件(T≈10 K)下成为可能。这种系统可以在新的量子网络中找到应用,在那里它们可以作为长寿命的光量子存储设备,以声子[声音]模式存储光学信息,“开发人员在《物理评论快报》杂志上的一篇文章中解释道。
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