加拿大卡爾加里大學(xué)科學(xué)家和德國科學(xué)家合作首次成功在一種特殊晶體中存入光量子糾纏態(tài)的編碼信息。參與研究工作的加拿大科學(xué)家認(rèn)為，該項(xiàng)研究成果是量子網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個(gè)里程碑，有望在不久的將來讓量子網(wǎng)絡(luò)成為現(xiàn)實(shí)。相關(guān)研究論文發(fā)表在最新出版的《自然》雜志上。
參與研究工作的卡爾加里大學(xué)物理系教授沃夫?qū)?middot;泰特爾介紹，他們在研究工作中將數(shù)據(jù)信息編碼成光量子的糾纏態(tài)。在這種狀態(tài)里，光量子之間形成“糾纏”關(guān)系，即便是它們游離開來相距甚遠(yuǎn)，也會保持這種“糾纏”關(guān)系。在某種程度上講，這種“糾纏”關(guān)系意味著量子之間盡管相距甚遠(yuǎn)還將存在著通信聯(lián)系。但困難在于，如何能夠使它們固定不動而不破壞這種脆弱的量子鏈接。
為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，研究人員使用了一種摻入稀土離子的晶體，并將其冷凍到零下270攝氏度。在此溫度下，晶體材料性質(zhì)發(fā)生變化，使得研究人員可以存儲和提取這些量子，而不產(chǎn)生明顯的退化。泰特爾表示，研究結(jié)果顯示，量子所擁有的“糾纏”這種物理性質(zhì)，并不像我們以前所通常認(rèn)為的那樣“脆弱”。
研究人員表示，研制這種記憶存儲元件使用的幾乎全部是現(xiàn)存的標(biāo)準(zhǔn)制造工藝。他們認(rèn)為能夠與現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)成功嫁接非常重要，這樣可使這種基礎(chǔ)研究成果盡快進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用。
目前的網(wǎng)絡(luò)通信，信息是通過光脈沖在光纖中傳輸實(shí)現(xiàn)的。傳輸?shù)男畔⒖纱鎯υ谟?jì)算機(jī)硬盤里以備使用。而量子網(wǎng)絡(luò)與光纖網(wǎng)絡(luò)的傳輸原理相似，但傳輸載體卻非使用光脈沖。在量子通信中，也需要存儲和提取數(shù)據(jù)信息。量子網(wǎng)絡(luò)的一大優(yōu)勢是可以保護(hù)信息在傳輸過程中不被第三方截取。
