世界纪录：科学家成功地将量子比特存储20毫秒

日期： 2022-03-23

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来源：Tech Explorist

发展长距离量子通信系统有一个重大障碍：在光纤内几百公里后，携带量子比特或“量子比特”(信息)的光子消失。因此，它失去了保证其机密性的量子态。

然而，在量子级实现长时间存储仍然具有挑战性。

最近，一个UNIGE团队成功地存储了20毫秒的量子比特或量子比特。通过这样做，他们创造了世界纪录。同时，他们在发展远程量子通信网络方面迈出了重要的一步。

在此之前，固态量子存储器从未达到过这种持续时间。

2015年，日内瓦大学( UNIGE )的Mikael 阿夫塞柳斯能够将光子携带的量子比特存储在晶体( a‘记忆’。)中0.5毫秒。这一过程将光子从其量子态转换为晶体原子后才消失。然而，这种现象并不能持续很长时间。

在本研究中，科学家通过存储一个量子比特20毫秒来增加这种持续时间。这是一个基于固态系统的量子存储器的世界纪录，在这种情况下，一个晶体。

更重要的是，科学家以很小的失真度达到了100毫秒的纪录。

在之前的一项研究中，科学家们使用了掺杂某些被称为“稀土”(铕)的金属的晶体。这些稀土材料可以吸收和回放光。科学家们保存了这些晶体- 273，15 ° C (绝对零度)。在超过10℃时，晶体的热激作用破坏了原子的纠缠。

在本研究中，科学家们将一千分之一特斯拉的小磁场施加到晶体中。然后，他们使用了动态解耦方法，这种方法向水晶发出强烈的射频。该技术将稀土离子与外界环境的扰动解耦，使其存储性能提高近40倍。

该研究可能会带动远程量子电信网的发展。它们还将光子携带的量子态的存储带到人类可以估计的时间尺度上。

Mikael 阿夫塞柳斯说：‘现在的挑战是进一步延长存放时间。从理论上讲，将足以增加晶体对射频的曝光时间。尽管如此，就目前而言，在较长时间内实施它们的技术障碍使我们无法超越100毫秒。不过，这些技术难度肯定可以解决。”

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