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新发明使光量子比特在室温下保持稳定

cnBeta.COM 2021-06-18

  哥本哈根大学的兴发娱乐xf938研究人员开发了一种新的兴发娱乐xf938技术,使光的兴发娱乐xf938量子比特在室温下保持稳定,而不是只能在-270度下工作。他们的兴发娱乐xf938发现节省了电力和资金,这是量子计算研究领域的兴发娱乐xf938一次突破。

  由于我们几乎所有的兴发娱乐xf938私人信息都被数字化了,我们找到保护我们的兴发娱乐xf938数据和我们自己不被黑客攻击的兴发娱乐xf938方法越来越重要。量子密码学是研究人员对这一问题的兴发娱乐xf938答案,更确切地说,是某种量子比特--由单光子组成:光的兴发娱乐xf938粒子。单个光子或光的兴发娱乐xf938量子比特,它们也被称为,是极难被黑客破解的兴发娱乐xf938。

  然而,为了使这些光的兴发娱乐xf938量子比特稳定并正常工作,它们需要被储存在接近绝对零度的兴发娱乐xf938温度下--也就是零下270摄氏度--这需要大量的兴发娱乐xf938电力和资源。然而,在最近发表的兴发娱乐xf938一项研究中,来自哥本哈根大学的兴发娱乐xf938研究人员展示了一种在室温下存储这些量子比特的兴发娱乐xf938新方法,其时间比以前显示的兴发娱乐xf938长一百倍。

  "我们已经为我们的兴发娱乐xf938存储芯片开发了一种特殊的兴发娱乐xf938涂层,帮助光的兴发娱乐xf938量子位在室温下时是相同和稳定的兴发娱乐xf938。此外,我们的兴发娱乐xf938新方法使我们能够将量子比特存储更长的兴发娱乐xf938时间,也就是毫秒而不是微秒--这在以前是不可能的兴发娱乐xf938。"尼尔斯-玻尔研究所的兴发娱乐xf938量子光学教授尤金-西蒙-波尔齐克说:"我们对此真的兴发娱乐xf938很兴奋。"

  记忆芯片的兴发娱乐xf938特殊涂层使得存储光的兴发娱乐xf938量子比特变得更加容易,而不需要大冰柜,后者操作起来很麻烦,而且需要大量的兴发娱乐xf938电力。因此,新发明将更便宜,更符合未来工业的兴发娱乐xf938需求。

  "在室温下存储这些量子比特的兴发娱乐xf938好处是,它不需要液态氦或复杂的兴发娱乐xf938激光系统进行冷却。另外,这是一项更简单的兴发娱乐xf938技术,可以更容易地在未来的兴发娱乐xf938量子互联网中实施。"参与该项目的兴发娱乐xf938UCPH-PhD的兴发娱乐xf938Karsten Dideriksen说。

  通常情况下,较高的兴发娱乐xf938温度会扰乱每个光量子位的兴发娱乐xf938能量。"在我们的兴发娱乐xf938存储芯片中,数以千计的兴发娱乐xf938原子飞来飞去,发出的兴发娱乐xf938光子也被称为光量子比特。当原子受热时,它们开始加速移动,并相互碰撞以及与芯片的兴发娱乐xf938墙壁碰撞。这导致它们发射出相互之间非常不同的兴发娱乐xf938光子。但我们需要它们完全相同,以便在未来将它们用于安全通信,"Eugene Polzik解释说。

  "这就是为什么我们开发了一种方法,用存储芯片内部的兴发娱乐xf938特殊涂层来保护原子存储器。该涂层由具有蜡状结构的兴发娱乐xf938石蜡组成,它通过软化原子的兴发娱乐xf938碰撞发挥作用,使发射的兴发娱乐xf938光子或量子相同且稳定。此外,我们还使用了特殊的兴发娱乐xf938过滤器,以确保只有相同的兴发娱乐xf938光子才能从存储芯片中提取出来"。

  尽管这项新发现是量子研究的兴发娱乐xf938一个突破,但它仍然需要更多的兴发娱乐xf938工作。"现在我们以较低的兴发娱乐xf938速度产生光的兴发娱乐xf938量子--每秒一个光子,而冷却的兴发娱乐xf938系统可以在同样的兴发娱乐xf938时间内产生数百万个光子。但我们相信这项新技术有重要的兴发娱乐xf938优势,而且我们可以及时克服这一挑战,"Eugene总结道。

责任编辑:刘鑫嵘

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