存儲資訊時間可達6小時的量子硬碟研製成功
- 發佈時間：2015-01-13 07:31:26 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報訊 澳大利亞和紐西蘭物理學家合作研製出一個量子硬碟原型，將資訊存儲時間延長了100多倍，達到了創紀錄的6個小時。這項突破是朝著基於量子資訊構建一個安全的全球數據加密網路邁出的重要一步，這樣的網路可用於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資訊很快就將成為可能。”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）説，“量子態非常脆弱，通常只能保持幾毫秒，然後就會崩潰。我們的長時存儲能力有望給量子資訊領域帶來革新。”
通過量子網路建立量子安全密鑰之所以難以破譯，是因為利用了作為資訊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暫態的改變。據物理學家組織網近日報道，澳大利亞國立大學和紐西蘭奧塔哥大學的研究團隊採用了嵌入晶體中的稀有稀土元素銪原子來存儲資訊。這種固態存儲技術非常有前景，有望替代在光纖中使用鐳射的技術，目前利用後者創建的量子網路長度大約為100公里。
“現在我們的存儲時長可以達到這麼久，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。”鐘曼錦説，“如果給定一段距離，即使以步行的速度傳送我們的晶體，資訊丟失也會比鐳射系統少。”
她説：“我們現在可以想像將糾纏光存儲在不同的晶體中，然後將它們傳送數千公里之外不同的網路接收點的情景。因此，我們正在考慮將我們的晶體作為攜帶型量子光學硬碟。”
研究團隊利用鐳射將一個量子態寫入銪原子核自旋上，然後將晶體置於固定磁場和振蕩磁場的組合中，以保護脆弱的量子資訊。“這兩個磁場將銪原子自旋隔絕起來，防止量子資訊的洩露。”奧塔哥大學的傑文·朗德爾説。
澳大利亞國立大學小組的負責人、副教授馬修·塞拉斯説：“在這麼遠的距離上探索量子糾纏，這在以前是不可能的。”
他們的研究成果發表在《自然》雜誌上。
（陳丹）
