能糾錯(cuò)且相干超2秒的量子存儲(chǔ)器面世
科技日?qǐng)?bào)北京11月29日電 (記者劉霞)量子存儲(chǔ)設(shè)備可將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為量子狀態(tài)。來(lái)自美國(guó)亞馬遜云科技量子網(wǎng)絡(luò)中心和哈佛大學(xué)的科學(xué)家在近期《科學(xué)》雜志發(fā)表論文稱,他們新開(kāi)發(fā)出一種新型量子存儲(chǔ)器,能糾錯(cuò)且壽命或相干時(shí)間超過(guò)2秒,為創(chuàng)建可擴(kuò)展的量子網(wǎng)絡(luò)鋪平了道路。
量子存儲(chǔ)器是一種小型量子計(jì)算機(jī),它可以捕獲和存儲(chǔ)用光子編碼的量子比特,而無(wú)需測(cè)量它們,因?yàn)闇y(cè)量它們會(huì)破壞它們所擁有的糾纏狀態(tài)。到目前為止,科學(xué)家提出了幾種可作為量子存儲(chǔ)器的系統(tǒng),如稀釋的原子氣體和嵌入玻璃中的稀土離子等,以實(shí)現(xiàn)量子網(wǎng)絡(luò)。而科學(xué)家們最新創(chuàng)建的量子存儲(chǔ)器依賴硅空位中心(SiV),由嵌入鉆石晶體內(nèi)的單個(gè)硅原子周?chē)碾娮咏M成量子比特。
亞馬遜云科技量子網(wǎng)絡(luò)中心的戴維·萊沃尼說(shuō):“我們讓光子可以集中在SiV附近,促進(jìn)其與電子的相互作用。我們的系統(tǒng)類(lèi)似傳輸大多數(shù)互聯(lián)網(wǎng)流量的光調(diào)制器,但與普通光調(diào)制器不同,我們的光存儲(chǔ)器由單個(gè)電子而非電信號(hào)來(lái)打開(kāi)和關(guān)閉,而且可以處于開(kāi)和關(guān)的量子疊加狀態(tài)。”
最新研制出的量子存儲(chǔ)器能在4開(kāi)爾文(零下269.15攝氏度)的溫度下捕獲和存儲(chǔ)光子,而此前的設(shè)備只能在低于0.1開(kāi)爾文(零下273.05攝氏度)的溫度下捕獲和存儲(chǔ)光子;該存儲(chǔ)器也能從存儲(chǔ)在電子上的光子中獲取信息,將其交換到硅核,而且存儲(chǔ)時(shí)間增加了約1000倍,長(zhǎng)達(dá)2秒。最新設(shè)備處理本地量子信息的準(zhǔn)確率高達(dá)99%。
新量子存儲(chǔ)器能在4開(kāi)爾文溫度下工作將對(duì)未來(lái)量子網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生重大影響,因?yàn)槟軐囟冉抵?開(kāi)爾文的低溫冰箱比將溫度降至0.1開(kāi)爾文的冰箱便宜5倍,體積小10倍,還可安裝在服務(wù)器機(jī)架上。
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