重慶監(jiān)控清華量子存儲器刷新世界紀(jì)錄，到底有什么用日前，清華大學(xué)量子信息中心段路明研究組首次實(shí)現(xiàn)具有225個(gè)存儲單元的原子量子存儲器，將原有量子存儲器存儲容量的國際記錄（12個(gè)）提高了一個(gè)數(shù)量級。該成果的研究論文《225個(gè)存儲單元的量子存儲器的實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)》于5月8日發(fā)表在《自然?通訊》（NatureCommunications）。

       本次取得的技術(shù)突破要辯證來看，在看到提高國際記錄一個(gè)數(shù)量級的技術(shù)進(jìn)步而欣喜的同時(shí)，也要認(rèn)識到這只是量子中繼實(shí)用化的一小步，要真正實(shí)現(xiàn)量子中繼實(shí)用化還有很長的路要走。

       量子存儲器技術(shù)突破是怎么回事

       重慶監(jiān)控在2001年，段路明與合作者提出DLCZ（Duan-Lukin-Cirac-Zoller)方案，利用原子量子存儲器和單光子信道的結(jié)合以抑制衰減。該方案在量子信息領(lǐng)域引起很大反響，美國、中國、歐洲的多個(gè)研究組致力于在實(shí)驗(yàn)室上實(shí)現(xiàn)該方案，取得了一系列重要進(jìn)展?！冬F(xiàn)代物理評論》（ReviewofModernPhysics）和《自然》曾發(fā)表專文介紹相關(guān)進(jìn)展。

       本次發(fā)表于NatureCommunications雜志的研究論文的內(nèi)容是利用二維可編程光路，保持了兩百多個(gè)激光光路之間的相干性，實(shí)現(xiàn)了光子態(tài)與任意一對原子存儲單元間量子糾纏的存儲與讀取，并證明各量子存儲單元可以分別獨(dú)立操作，避免了相互干擾。

       段路明研究組引入二維量子存儲陣列的方法大大提高了量子存儲器的存儲容量，將原子存儲單元的數(shù)目增加到225個(gè)，而在此之前，美國研究組通過空間分波法只實(shí)現(xiàn)了12個(gè)存儲單元的量子存儲器。

       有助于實(shí)現(xiàn)量子中繼實(shí)用化

       那么，本次段路明研究組研發(fā)的量子存儲器有什么具體用途呢？

       重慶監(jiān)控根據(jù)論文的內(nèi)容來看，段路明研究組的技術(shù)成果，量子存儲器和所謂的量子存儲芯片不是一個(gè)概念，應(yīng)該是面向量子中繼的，未來可能用于遠(yuǎn)距離量子通信，而對量子計(jì)算不是特別針對。段路明研究組研發(fā)的量子存儲器其實(shí)是偏向于量子通信領(lǐng)域，而且有助于實(shí)現(xiàn)量子中繼實(shí)用化。

       在遠(yuǎn)距離量子通信中，單個(gè)光子在光纖中會(huì)被吸收和散射，所以傳輸距離是受限制的――目前量子密鑰分配最遠(yuǎn)實(shí)驗(yàn)距離是300公里，而在商業(yè)使用中，傳輸距離肯定要比實(shí)驗(yàn)距離打一定折扣的。而且經(jīng)典通信所采用的信號放大和中繼技術(shù)對此無濟(jì)于事，因而就必須采用新技術(shù)克服單光子信號在傳輸信道中的指數(shù)衰減問題。

       這時(shí)候就必須使用中繼站，在中繼上出現(xiàn)兩個(gè)選擇，一個(gè)是量子中繼和可信中繼。

       重慶監(jiān)控可信中繼有點(diǎn)類似于量子密鑰接力賽，密鑰在可信任中繼站之間接力遞送。不過這樣一來，密鑰就要“落地”到中繼站，如果中繼站被敵方特工控制，那么，量子通信就有遭到竊聽的可能性。因此，在采用可信中繼實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離量子通信的情況下，中繼站必須是可信的，可信中繼的名稱也由此而來。

       雖然存在這種瑕疵，但瑕不掩瑜，相對于經(jīng)典通信的往往處處設(shè)防，而處處設(shè)防往往導(dǎo)致防御力量被削弱，因而導(dǎo)致容易被攻破；使用可信中繼的遠(yuǎn)距離量子通信則變?yōu)榧袃?yōu)勢兵力重點(diǎn)設(shè)防。

       舉例來說，全長為兩千公里的京滬量子通信干線整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)共有32個(gè)可信任中繼站，而且可以通過技術(shù)手段，把防御重點(diǎn)放在幾個(gè)重點(diǎn)站點(diǎn)，換言之，只要堅(jiān)守重點(diǎn)站點(diǎn)就能保障京滬量子通信干線的信息安全。這相對于以往的經(jīng)典通信在安全性上有非常大的優(yōu)勢。

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