厉害了科技界最近又有一个重磅消息。根据新华社的报道,中国科学技术大学郭光灿院士团队的成功的把光留住,将光存储时间提升至一个小时。大幅刷新了二零一三年德国团队所创造的光存储一分钟的世界纪录,向实现量子u盘迈出了重要的一步。这一成果发表在了国际知名期刊自然通讯上,不明觉厉啊。这项突破到底有多牛,到底有啥用?
咱们尽可能通俗的来说说,首先咱们要知道这个不仅是照明工具,还是重要的信息媒介。那本质上它就是一种电磁波,能够承载很多的信息。你看像红绿灯,还有咱们的这个光纤网络,就是最常见的用来传输信息的例子。信息的传输和存储非常重要啊。光的存储呢在量子通信领域尤其重要。因为基于光量子存储呢,它可以构建量子中继,从而克服信道损耗,建立起大尺度的量子网络。那另一种远程量子通信的解决方案就是量子u盘。也就是把光子存储到超长寿命量子存储器当中,然后通过直接运输量子u盘来传输量子信息。
那么怎么存储呢?我们知道信息不可能凭空保存,都要通过介质来留下痕迹,打个比方哈,就像风吹麦浪,风大呢,麦子头就会歪,那麦子不歪呢,说明风不大。那么当光进入到介质这个光的状态就会传递到介质身上。介质又会降低光的速度,因为真空当中,光每秒钟可以狂奔约三十万公里。但是在不同的介质当中,由于存在折射率,那速度就可以慢下来。那光就能在一个相对比较长的时间内,把自己的状态信息啊传递存储在这个介质当中,这就是量子光存储的基本原理。
其实它存储的不是光本身,而是光的某些状态。所以关键呢就是要找到这样一种能让光慢下来的介质和手段,这也是国际学术界孜孜以求的目标。早在一九九九年的美国团队利用冷原子气体啊把光速降到了每秒十七米。二零一三年的德国团队利用餐谱硅酸钇晶体,使光停留了一分钟,创下了世界纪录,但是仍然远低于量子u盘的技术需求。而这次中国科学家通过自制光学拉曼外插探测核磁共振溥仪。精确刻画了一种叫餐有硅酸钇晶体光学跃迁的完整哈密顿量,是不是听名就头大了?
总之你把它理解成一团物质的集合就行了。科学家让六百米的光脉冲啊停下来,存到这个五毫米厚的特殊晶体当中。那过一个小时再把读取的光信号给取出来,发现它的相位偏正等状态信息保存的很好。这一成果将光存储时间从分钟量级推进到了小时量级,那满足了量子u盘的对光存储寿命指标的基本需求,也为未来建立全新的量子信道提供了技术上的可能,是不是很牛?