德国迷信家首次实现用单原子存储量子信息

麻婆豆腐花1

量子计算机因其能同时处置用单个原子和光子等微观物理体系的量子状态存储的良多信息，计算速度更快。但量子计算机进行操作时，其内部不同组件之间必需能进行信息交换。因而，科学家盼望量子信息能在光子和物资粒子之间交换。
此前，科学家实现了光子和数千个原子聚集之间的信息交流，现在首次证实，采取一种可控的方法，量子信息也能在单个原子和光子之间交换。实现光子和单个原子
之间信息交换的最大阻碍是，光子和原子之间的互相作用太微弱。在最新研究中，科学家将一个铷原子放在一个光学共振器的两面镜子间，接着使用十分幽微的激光
脉冲让单光子进入该共振器中。共振器的镜子将光子前后反射了屡次，大大加强了光子和原子之间的相互作用。
研讨职员还通过增加一束激光――把持激光（在铷原子同光子彼此作用时，直接射向铷原子），让铷原子接收一个光子，从而让铷原子进入一种稳定的量子状况。且原子自旋会发生磁矩，该磁矩的方向将决议用来存储信息的稳固的量子状态。
这个状态可被相反的进程读出：他们再次应用节制激光照射铷原子，使其从新开释出刚开端入射的光子。成果发明，在大多数情形下，读出的量子信息同最初存储的
信息一致，也就是所谓的保真度超过90%。而传统不基于量子效应获取的保真度仅为67%。且量子信息在铷原子内的存储时间约为180微秒，这能与以前基于
多个原子方式取得的量子存储时间相媲美。
然而量子盘算机或量子网络所请求的存储时间要比这更长。另外，受到照耀的光子中有多少被存储接着被读出――所谓的效率，当初还不到10%。迷信家正着力进行研究以改良存储时光跟效力。
研究人员霍尔格?斯派克特表示，使用单个原子作为存储单元有多少大上风：首先单个原子很小。其次，存储在原子上的信息能被直接操作，这一点对量子计算机内
逻辑操作的履行来说无比主要。另外，它还能够核查出光子中的量子信息是否在不损坏量子状态的情况下被成功写入原子中，一旦发现存储犯错，就会反复该过程，
直到将量子信息写入原子中。
另一名科学家斯蒂芬?里特表现，单原子量子存储的远景不可估计。光和单个原子之间的相互作用让量子计算机内的更多原子能相互联网，这会大大增强量子计算机
的功能。而且，光子之间的信息交换会使原子在长距离内实现量子纠缠。因此，科学家们正在研发的最新技巧有望成为将来“量子网络”的必备整机。
据美国物理学家组织网5月3日（北京时间）报道，德国马克斯普朗克量子光学研究所的科学家格哈德?瑞普引导的科研小组，首次胜利地实现了用单原子存储量子
信息――将单个光子的量子状态写入一个铷原子中，经由180微秒后将其读出。最新冲破有望助力科学家设计出功效强盛的量子计算机，并让其远间隔联网构建“量子网络”。