大小只有幾毫米的玻璃室中充滿(mǎn)了銣原子。圖片來(lái)源：巴塞爾大學(xué)

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　　科技日報北京1月21日電 （記者張夢(mèng)然）像傳統網(wǎng)絡(luò )一樣，未來(lái)的量子網(wǎng)絡(luò )也需要存儲元件。瑞士巴塞爾大學(xué)研究人員在一個(gè)微小的玻璃室中建立了一個(gè)基于原子的量子存儲元件。未來(lái)，這樣的量子存儲器可在晶圓上大規模生產(chǎn)，有望為實(shí)現大規模產(chǎn)業(yè)化鋪路。研究成果刊發(fā)于最新一期《物理評論快報》。

 

　　光子特別適合傳輸量子信息。光子可用于通過(guò)光纜向衛星或量子存儲元件發(fā)送量子信息。但光子的量子力學(xué)狀態(tài)必須是盡可能精確地存儲，并經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后再轉換回光子。

 

　　兩年前，巴塞爾大學(xué)研究人員證明，使用玻璃室中的銣原子可很好地完成工作。但該玻璃室是手工制作的，有幾厘米大小。要適合日常使用，玻璃室須做得更小，并且適合量產(chǎn)。

 

　　研究人員探索出一些新方法，以獲得只有幾毫米大小的玻璃室。為了擁有足夠數量的銣原子進(jìn)行量子存儲，他們將玻璃室加熱到100℃以增加蒸氣壓。

 

　　他們還將原子暴露在1特斯拉的磁場(chǎng)中（比地球磁場(chǎng)強10000倍以上）。這改變了原子能級，從而促進(jìn)了使用額外激光束對光子的量子存儲。這種方法允許研究人員將光子存儲約100納秒，自由光子在這段時(shí)間里能傳播30米。

 

　　通過(guò)這種方式，研究人員首次為光子構建了一個(gè)微型量子存儲器，可在單個(gè)晶圓上并行生產(chǎn)約1000個(gè)副本。

 

　　研究人員希望不久的將來(lái)能在微型玻璃室中存儲單個(gè)光子。此外，玻璃室仍然需要優(yōu)化，以便在保持其量子態(tài)的同時(shí)盡可能長(cháng)時(shí)間地存儲光子。

 

　　信息存儲是現代信息技術(shù)的一個(gè)核心環(huán)節。隨著(zhù)人類(lèi)歷史的發(fā)展，信息存儲的介質(zhì)也在不斷變化?，F在已經(jīng)很難想象生活中如果沒(méi)有互聯(lián)網(wǎng)或手機網(wǎng)絡(luò )會(huì )怎樣。未來(lái)，網(wǎng)絡(luò )或將使用量子技術(shù)，這些技術(shù)將使用量子密碼學(xué)實(shí)現信息的防竊聽(tīng)傳輸，并使量子計算機互聯(lián)成為可能。但即使是量子網(wǎng)絡(luò )，也需要信息存儲元件。此次科學(xué)家們就開(kāi)發(fā)出這樣一種存儲元件，并因其可量產(chǎn)的特性，開(kāi)創(chuàng )了業(yè)內先河。