存储信息时间可达6小时的量子硬盘正式研制成功
陈丹
2015年01月13日 来源：中国科技网-科技日报
朝着基于量子信息构建安全的全球数据加密网络迈出了重要一步
科技日报讯 澳大利亚和新西兰物理学家合作研制出一个量子硬盘原型，将信息存储时间延长了100多倍，达到了创纪录的6个小时。这项突破是朝着基于量子信息构建一个安全的全球数据加密网络迈出的重要一步，这样的网络可用于银行交易和个人电子邮件。
“我们相信，在全球任意两点之间分发量子信息很快就将成为可能。”论文主要作者、澳大利亚国立大学物理与工程研究院的钟曼锦（音译）说，“量子态非常脆弱，通常只能保持几毫秒，然后就会崩溃。我们的长时存储能力有望给量子信息领域带来革新。”
通过量子网络建立量子安全密钥之所以难以破译，是因为利用了作为信息载体的粒子比如光子之间的纠缠现象来加密——无论相距多远，当观测一个粒子的状态时，与之关联的另一个粒子的状态也会发生瞬时的改变。据物理学家组织网近日报道，澳大利亚国立大学和新西兰奥塔哥大学的研究团队采用了嵌入晶体中的稀有稀土元素铕原子来存储信息。这种固态存储技术非常有前景，有望替代在光纤中使用激光的技术，目前利用后者创建的量子网络长度大约为100公里。
“现在我们的存储时长可以达到这么久，这意味着人们需要重新思考哪种才是分发量子数据的最佳方式。”钟曼锦说，“如果给定一段距离，即使以步行的速度传送我们的晶体，信息丢失也会比激光系统少。”
她说：“我们现在可以想像将纠缠光存储在不同的晶体中，然后将它们传送数千公里之外不同的网络接收点的情景。因此，我们正在考虑将我们的晶体作为便携式量子光学硬盘。”
研究团队利用激光将一个量子态写入铕原子核自旋上，然后将晶体置于固定磁场和振荡磁场的组合中，以保护脆弱的量子信息。“这两个磁场将铕原子自旋隔绝起来，防止量子信息的泄露。”奥塔哥大学的杰文·朗德尔说。
澳大利亚国立大学小组的负责人、副教授马修·塞拉斯说：“在这么远的距离上探索量子纠缠，这在以前是不可能的。”
他们的研究成果发表在《自然》杂志上。
（陈丹）
