近年來，科學(xué)家們在量子領(lǐng)域的研究收獲頗豐，比如能免于駭客攻擊的數(shù)據(jù)共享、真實(shí)的量子隱形傳輸?shù)?，量子的?yōu)勢也隨之得到了充分展示。

　　而最近，加拿大阿爾伯塔大學(xué)的物理學(xué)家發(fā)明了一種新穎的“光硬盤”，有望徹底改變量子通信。這項(xiàng)研究成果涵蓋了一種獨(dú)特的構(gòu)建量子存儲器的方法，能夠解決該行業(yè)長期存在的擴(kuò)大規(guī)模的問題。相關(guān)論文發(fā)布在近期《自然光子》期刊上。

　　量子存儲器是一種能夠以極高保真度和高效率長期存儲精密量子信息的設(shè)備，其手段是存儲光子的量子態(tài)而不破壞其不穩(wěn)定的量子數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)其存儲能力。量子存儲器通常被用作量子網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的硬盤驅(qū)動器。

　　但是，量子存儲器的數(shù)據(jù)是在光束上編碼，這就造成其使用過程不僅技術(shù)復(fù)雜，而且相當(dāng)耗電。而加拿大的科學(xué)家們最近開發(fā)的這項(xiàng)新技術(shù)有望在無需大量耗電及復(fù)雜技術(shù)的前提下，實(shí)現(xiàn)這種非常理想的存儲能力。

　　“我們開發(fā)了一種新方法，能將光脈沖以單個(gè)光子的水平存儲到超冷銣原子云中，然后在需要時(shí)通過照射一種‘控制’光脈沖將它們?nèi)』?，”物理學(xué)助理教授、量子模擬超冷氣體的加拿大研究主席Lindsay LeBlanc解釋道。

　　另一位參與該研究的博士后研究員Erhan Saglamyurek表示，這項(xiàng)工作的關(guān)鍵之處在于取回?cái)?shù)據(jù)的原始脈沖?！斑@個(gè)實(shí)驗(yàn)涉及使用短的光脈沖，過程中我們可以編碼量子信息，將光存儲在原子中，然后再取回?cái)y帶相同信息的原始脈沖?！?/p>

　　二人均認(rèn)為，這種方法非常適合需要高速運(yùn)行的應(yīng)用，并且可以基本解決該行業(yè)中擴(kuò)大規(guī)模的問題，這是迄今為止這一新興領(lǐng)域所面臨的最大挑戰(zhàn)。“例如，所需電量大大低于當(dāng)前需要的電量，這些被降低的要求使其更容易在其它實(shí)驗(yàn)室中得以實(shí)施，”Saglamyurek補(bǔ)充說。

　　在當(dāng)今時(shí)代，人們對有效存儲量子數(shù)據(jù)的興趣與日俱增，因此，這一發(fā)明擁有非常好的前景。該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用范圍涵蓋了從量子光纖互聯(lián)網(wǎng)到其它安全通信方法。

　　未來可能出現(xiàn)的量子網(wǎng)絡(luò)（如量子中繼器）甚至被建議作為超過200公里限制的長距離量子通信的解決方案。此外，對于研究諸如糾纏的量子效應(yīng)如何在不同性質(zhì)的物理系統(tǒng)之間轉(zhuǎn)移等課題，量子記憶也被認(rèn)為是關(guān)鍵因素。