皇冠集团官网官方网站|交大量子信息研究重大发展：首次在空心光纤中实现单光子级宽带光存储

量子信息存储集成化研究领域根本性发展　　光通讯网2014年5月5日讯，近期一期的权威科学期刊《大自然》杂志子刊《大自然光子学》上刊出了上海交通大学物理与天文系尤其研究员金贤敏及其英国牛津大学、德国马普所合作者的近期研究成果：首次在空心光纤中构建单光子级宽带光存储，并同刊装备了专访文章。这项工作标志着向构建可集成化的量子信息存储器件迈进了最重要的一步。　　当前，信息技术的发展遇上了两大瓶颈，一是随着芯片集成度的大大提升，计算机的运算速度将超过无限大，二是人类计算能力和数学的不断进步，使得现有的信息安全系统面对相当严重的威胁。从本世纪初开始，光子渐渐代替电子沦为信息的主要载体，于是以引发现代文明的第二次信息技术革命。

尤其是量子物理与信息技术相结合，拓展了与经典方式具备本质区别的全新的信息处理和通信方式，需要用一种革命性的方式对信息展开编码、存储、传输和操控，在提升运算速度和保证信息安全等方面突破传统信息技术面对的计算能力和信息安全两大瓶颈。　　量子信息技术未来将会构建无条件安全性的保密通信，超高速的计算出来，超强仪器的光学和传感等革命性的技术进步，在未来的金融、军事和公共信息安全等方面有很大的发展前景。近年来量子信息技术获得了国际学术界，科技界以及国家战略层面的普遍注目，已沦为新一代信息技术发展的最重要战略性方向。

世界主要发达国家争相投放巨资成立专项基金和创建研究中心。例如今年英国财政部就宣告要在5年内专门投放2.7亿英镑到量子技术的研究和发展上。

　　然而光子和逻辑门本身的随机性使得大规模的量子体系无法同时工作，目前的量子信息研究都只是逗留在原理性的小规模展示水平上，因此解决问题随机性是量子信息技术确实迈进实用化的关键。量子存储能让多个随机产生的飞行中光子停车在存储器里，在必须的时候把它们同时释放出，从而构建把随机的过程变成实时的过程，是目前最有期望推展量子信息技术南北大规模实用化的办法。　　世界各国的物理学家正在各种物理体系和机制中找寻最佳的量子存储器构建形式。目前，可做单光子级别的光存储器大多要在超低温等类似环境下运营，系统简单、可观且便宜，无法符合实用化拒绝。

金贤敏同合作者在过去的几年中发展出有了一种唯一可在室温下运营的宽带光存储技术。在前期工作基础上，他们将目标射击可集成化的光存储装置，用装载原子气体的空心光纤替换传统的原子蒸气池，并顺利构建了单光子级别的宽带光存储。这种光存储装置具备十分迷人的优势，例如，可在室温下运营、高效率和可以展开大规模构建等。

　　目前金贤敏课题组在985工程和国家自然科学基金反对下，正在上海交通大学搭起世界第二台室温宽带光存储装置，作为具备后发优势的2.0版，未来将会在各项指标上取得大幅度提高。确实可实用化、可构建和可拓展的标准化量子信息存储器将实质性地推展远距离量子通信，光量子计算出来和量子精密测量等领域的发展。

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