朝量子通訊時代更進一步  縮小量子記憶體以量產商業化

編譯／高晟鈞

1989年，當時任職於歐洲核子研究中心的英國科學家Tim Berners-Lee，成功傳出第一則透過網路發送的訊息。世界第一個網站Info.cern.ch.就架在Tim的主機上；當天也也被認為是全球資訊網路（World Wide Web, 簡稱www）的誕生日。

直至今日，網際網路已經從電腦走入手機，相信現在沒有人能夠想像缺少網路、智慧型手機的生活。未來，類似的網路計畫可能將用於量子技術，透過使用量子加密技術，除了能實現訊息的防竊聽、防盜外，還能使連接量子電腦成為可能。

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和傳統網路一樣，量子網路同樣需要可以暫時儲存資訊、並串聯所有網路的元件。近日，來自巴賽爾大學的研究小組便針對此需求開發出了一種儲存元件，並發表於科學期刊<<物理評論快報>>上。

玻璃電池中的光子存儲

光粒子特別適合傳遞量子通訊，光子能透過光纖電纜將訊息傳送到衛星或發送至量子儲存元件當中。對此，光子需要盡可能的維持住量子態，並在一段時間轉換回正常光子狀態，以便訊息的精確存儲。

兩年前，研究團隊便利用玻璃電池中的銣原子取得優秀的實驗結果。但作者Philipp Treutlein卻表示，這種手工製作、尺寸只有幾公分的玻璃電池仍需要變得更小，並且能大量生產以滿足商業需求。

電池的優化

如今，Treutlein博士透過將電池加熱到100^oc，成功地增加蒸氣壓，並獲得足夠用於量子存儲數量的銣原子。此外，他們將原子暴露在比地球磁場強上一萬倍（1特斯拉）的磁場中，改變了原子能階，有利於使用雷射光束進行光子的量子儲存。這種方法使研究人員可以將光子儲存約100奈秒，在這短短的時間，自由光子將能傳播30公尺。

擁有1000個量子記憶體的單一晶圓

透過這種方法，研究團隊首次建造了一種微型光子量子記憶體，可以在單個晶圓上並行生產約1000個量子記憶體。未來，Treutlein博士希望能進一步優化玻璃電池，在保留光子量子態的同時，盡可能地長時間儲存光子。

資料來源:Scitechdaily

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