量子糾纏態記憶晶體問世

http://big5.xinhuanet.com/gate/big5/news.xinhuanet.com/world/2011-01/18/c_12995251.htm
美國每日科學網站1月16日報道 加拿大卡爾加裏大學的研究人員和德國帕德博恩大學合作，正在研究如何實現量子網絡，他們的最新發現發表在《自然》雜志上。

卡爾加裏大學量子信息科學研究院的沃爾夫岡‧蒂特爾說：“我們首次證實一種晶體可以存儲光量子糾纏態的編碼信息。這項發現是實現量子網絡道路上的一座重要裏程碑，使量子網絡有望在幾年內建成。”在目前的通信網絡中，信息是通過光脈衝在光纖中傳輸。傳輸的信息可存儲在計算機硬盤裏以備使用。而量子網絡與我們每天使用的網絡不同。

“它與我們現有的(網絡)相似，但並不借助光脈衝。在量子通信中，我們也需要儲存和提取信息。但在這種情況下，信息被編碼成光量子的糾纏態，”蒂特爾教授說。在這種狀態下，光量子之間形成“糾纏”關係，即便是它們遊離開來也會保持這種關係。借助這種“糾纏”關係，量子之間盡管相距甚遠但仍互相通信。困難在于，如何能使它們保持不動而又不破壞這種脆弱的量子聯係。

為了實現這個目的，研究人員使用了一種摻入稀土離子的晶體，並將其冷凍到零下270攝氏度。在此溫度下，晶體材料性質發生變化，從而使研究人員可以存儲和提取這些量子，但並不產生明顯退化。這項技術的重要特徵是，這種記憶存儲元件使用的幾乎全是標準的制造技術。蒂特爾說：“將這種技術與現有技術———比如光纜———實現統一非常重要，這樣可使目前的基礎研究成果盡快實現應用。”量子網絡可以保護信息在傳輸過程中不被截取。