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量子信息領(lǐng)域新進(jìn)展 實現(xiàn)225存儲單元量子存儲器
2017年05月11日 09:28:28來源：清華新聞網(wǎng)點擊量：38892
導(dǎo)讀據(jù)《南華早報》網(wǎng)站5月7日報道，安徽合肥的量子物理學(xué)家們在他們的實驗中，利用一種植入金剛石內(nèi)部的新型量子計算裝置，把數(shù)字35分解成因數(shù)5和7。這種被稱為因數(shù)分解的過程是破解如今密碼術(shù)中流行的數(shù)字算法的關(guān)鍵。
　　【中國安防展覽網(wǎng) 科技動態(tài)】　科技的力量總是讓人覺得神奇又遙遠(yuǎn)，不過它卻總是能悄無聲息地滲透和改變?nèi)藗兊纳?。常常還在我們驚嘆科技的成果時，轉(zhuǎn)眼它卻已出現(xiàn)在我們的生活周圍，從初的好奇到后來的習(xí)慣，直到后依賴和離不開。
 
　　清華新聞網(wǎng)5月9日報道 清華大學(xué)量子信息中心段路明研究組在量子信息領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，實現(xiàn)具有225個存儲單元的原子量子存儲器，將量子存儲器存儲容量的記錄提高了一個多數(shù)量級。該成果的研究論文《225個存儲單元的量子存儲器的實驗實現(xiàn)》(“Experimental realization of a multiplexed quantum memory with 225 individually accessible memory cells”)近日發(fā)表于《自然·通訊》(Nature Communications)。
 
　　量子存儲器是實現(xiàn)長程量子通訊和量子計算機(jī)的重要部件。長程量子通訊需要量子中繼器，以克服單光子信號在傳輸信道中的指數(shù)衰減問題。2001年，段路明與合作者提出DLCZ(Duan-Lukin-Cirac-Zoller)方案(《自然》414, 2001)，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、歐洲的多個研究組致力于在實驗室上實現(xiàn)該方案，取得了系列重要進(jìn)展?！冬F(xiàn)代物理評論》(Review of Modern Physics)和《自然》曾發(fā)表專文介紹相關(guān)進(jìn)展，其中提高量子存儲器的存儲容量被認(rèn)為是量子中繼器實驗實現(xiàn)方面的一個關(guān)鍵問題。
 
　　此前，美國有研究組通過空間分波法，實現(xiàn)了12個存儲單元的量子存儲器。國內(nèi)有研究組利用高維態(tài)空間的方法，實現(xiàn)了3到7維光信號的量子存儲，該信號能編碼2到3個量子比特。段路明研究組引入二維量子存儲陣列的方法(如下圖所示)，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，比原有記錄提高了近20倍。
 
實驗演示任意原子存儲單元與光子間的量子糾纏存儲
 
　　該實驗利用二維可編程光路，近乎地保持了兩百多個激光光路之間的相干性，從而為量子比特相干性和量子糾纏的存儲提供了條件。實驗利用DLCZ方案，實現(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立操作，避免了相互干擾。這些技術(shù)為高容量量子存儲器的實現(xiàn)和量子中繼器的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，審稿人認(rèn)為，“實現(xiàn)225個單元的量子存儲是量子存儲器實用化發(fā)展方面的一個重要里程碑”。
 
　　該論文作者為清華量子信息中心博士研究生濮云飛，通訊作者為段路明教授，其他作者包括交叉信息研究院博士研究生蔣楠、楊蒿翔、常煒、李暢。項目得到教育部、清華大學(xué)-“九州量子”量子網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合實驗室的經(jīng)費支持。
 
　　原標(biāo)題：清華段路明研究組刷新量子存儲容量記錄 實現(xiàn)225存儲單元量子存儲器
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