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能纠错且相干超2秒的量子存储器面世

日期: 2022-11-30
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来源:科技日报


科技日报北京11月29日电 (记者刘霞)量子存储设备可将数据存储为量子状态。来自美国亚马逊云科技量子网络中心和哈佛大学的科学家在近期《科学》杂志发表论文称,他们新开发出一种新型量子存储器,能纠错且寿命或相干时间超过2秒,为创建可扩展的量子网络铺平了道路。

量子存储器是一种小型量子计算机,它可以捕获和存储用光子编码的量子比特,而无需测量它们,因为测量它们会破坏它们所拥有的纠缠状态。到目前为止,科学家提出了几种可作为量子存储器的系统,如稀释的原子气体和嵌入玻璃中的稀土离子等,以实现量子网络。而科学家们最新创建的量子存储器依赖硅空位中心(SiV),由嵌入钻石晶体内的单个硅原子周围的电子组成量子比特。

亚马逊云科技量子网络中心的戴维·莱沃尼说:“我们让光子可以集中在SiV附近,促进其与电子的相互作用。我们的系统类似传输大多数互联网流量的光调制器,但与普通光调制器不同,我们的光存储器由单个电子而非电信号来打开和关闭,而且可以处于开和关的量子叠加状态。”

最新研制出的量子存储器能在4开尔文(零下269.15摄氏度)的温度下捕获和存储光子,而此前的设备只能在低于0.1开尔文(零下273.05摄氏度)的温度下捕获和存储光子;该存储器也能从存储在电子上的光子中获取信息,将其交换到硅核,而且存储时间增加了约1000倍,长达2秒。最新设备处理本地量子信息的准确率高达99%。

新量子存储器能在4开尔文温度下工作将对未来量子网络的大规模实现产生重大影响,因为能将温度降至4开尔文的低温冰箱比将温度降至0.1开尔文的冰箱便宜5倍,体积小10倍,还可安装在服务器机架上。



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