登录大科技·创新世界

X
第三方登录

注册

X
第三方登录
您当前位置:首页 > 资讯 > 全球热科技

新型量子存储器材料:量子互联网研究取得重大突破!

2017-09-13 10:09:47 | 标签:物理,通信,澳洲国立大学,量子计算 | 编辑:符博霞 | 阅读数量:145 | 文章来源:今日头条

量子互联网是当前科技界炙手可热的前沿课题之一。它是一种非常安全的,甚至可以说是牢不可破的通信网络。传统的光纤网络是通过光束实现信息传输的,而光束携带的信息经常可以被拦截和窃听。

     量子互联网是当前科技界炙手可热的前沿课题之一。它是一种非常安全的,甚至可以说是牢不可破的通信网络。传统的光纤网络是通过光束实现信息传输的,而光束携带的信息经常可以被拦截和窃听。


     然而,采用量子通信的量子互联网的信息载体是单个光子,光子在不被破坏的情况下,其携带的信息是无法被获取的,也就是说,传统的骇客攻击对于量子互联网来说是不起作用的。另外,依据量子力学原理,对量子的任何测量行为都是对量子体的一次修改,因此任何窥探量子信息的行为都会留下痕迹,量子信息的接收者都会察觉到。总的来说,量子通信是一种无条件的安全通信方式。


     然而,构建量子互联网并不是一件容易的事。昨天,笔者在《存储单光子的新型量子存储器:简单快速!》一文中就介绍过,存储单光子的量子存储器对于构建量子互联网的重要意义。简单化、高带宽、低噪音、与量子通信兼容的存储设备,非常有利于量子互联网的构建。


     创新


     最近,澳大利亚国立大学(ANU)的科研人员在为全球量子网络提供实用性的构建模块方面,取得了重大的突破。由副教授 Matthew Sellars 领导的科研团队展示了一种掺杂铒的晶体,特别适用于开启利用量子力学特性的全球通信网络。


新型量子存储器材料:量子互联网研究取得重大突破!

(图片来源: Stuart Hay, ANU)


        ANU 量子计算和通信技术中心(CQC2T)的项目经理 Sellars 表示:


      “构建量子计算机通常被说成是‘21世纪的太空竞赛’,但是如今的计算机直到有了互联网,才释放出其全部潜力。”


      “我们展示了一种掺杂铒的晶体,它是一种完美的材料,特别适合作为量子网络的构建模块。这种量子网络未来将释放量子计算机的全部潜力。”


      “我们10年之前就有了这样的想法,但是许多同事告诉我们,这个简单的想法并不可行。然而这个结果证明了我们的方案是正确的。”


        这项研究发表于《自然物理学》杂志。它演示了如何显著改进通信兼容的量子存储器的存储时间,一直是一个困扰全球研究人员的重大挑战。


        技术


       对于今天的这项研究,我们先来听听ANU 的 Rose Ahlefeldt 博士,她说:

 
       “这种通信兼容的量子存储器是实用的量子互联网的重要组件。”


       “存储器让我们可以缓冲和同步量子信息,为远程量子通信提供必要的操作。”


        “当时,研究人员使用的存储器无法在正确的波长工作,必须通过一个复杂的转换过程形成通信波长。这是效率低下的,意味着他们必须做三件很难的事情,而不是一件。”


      铒,一种稀土离子,具有独特的量子特性,与现有的光纤网络运行在同一个波段,所以无需转换过程。

新型量子存储器材料:量子互联网研究取得重大突破!

(图片来源: Stuart Hay, ANU)


      论文的第一作者、博士研究生 Miloš Rančić 表示:


     “我们的技术的独特优势在于,它和如今的电信基础设施一样,工作在1550纳米的波段,与现有网络中的光纤电缆兼容。”


     “我们已经展示了,晶体中的铒离子能够存储量子信息超过一秒,这个时间比其他方案长1万倍,未来足以用于通过全球网络发送量子信息。”

新型量子存储器材料:量子互联网研究取得重大突破!

(图片来源: Stuart Hay, ANU)


     价值


      Sellars 称,新技术也可以作为量子光源使用,或者作为光链路用于固态量子计算设备,将它们连接成量子互联网。他说:


    “我们的材料不仅与现有的光纤兼容,而且它具有多功能性,能够连接许多种量子计算机,包括CQC2T的硅量子比特,和例如谷歌和IBM开发的超导量子比特。”


     “这个研究成果非常激动人心,因为它让我们能够开展许多与原理相关的工作,让它变为实际的设备,用于全面的量子互联网。”

分享到:

我有话说

全部评论(0)

没有更多内容了
点击加载更多

猜你喜欢

新闻热榜


科技版微信


科技版微博


科普版微信


科普版微博

海南大科技杂志社有限公司©版权所有  地址:海南省海口市海府路89号海南省科技厅  备案号:琼ICP备17001763 技术支持:创想传媒

微信

微博

返回
头部