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量子信息領域新進展 實現225存儲單元量子存儲器
2017年05月11日 09:28:28來源：清華新聞網點擊量：38872
導讀據《南華早報》網站5月7日報道，安徽合肥的量子物理學家們在他們的實驗中，利用一種植入金剛石內部的新型量子計算裝置，把數字35分解成因數5和7。這種被稱為因數分解的過程是破解如今密碼術中流行的數字算法的關鍵。
　　【中國安防展覽網 科技動態】　科技的力量總是讓人覺得神奇又遙遠，不過它卻總是能悄無聲息地滲透和改變人們的生活。常常還在我們驚嘆科技的成果時，轉眼它卻已出現在我們的生活周圍，從初的好奇到后來的習慣，直到后依賴和離不開。
 
　　清華新聞網5月9日報道 清華大學量子信息中心段路明研究組在量子信息領域取得重要進展，實現具有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》(“Experimental realization of a multiplexed quantum memory with 225 individually accessible memory cells”)近日發表于《自然·通訊》(Nature Communications)。
 
　　量子存儲器是實現長程量子通訊和量子計算機的重要部件。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合以抑制衰減。該方案在量子信息領域引起很大反響，美國、中國、歐洲的多個研究組致力于在實驗室上實現該方案，取得了系列重要進展。《現代物理評論》(Review of Modern Physics)和《自然》曾發表專文介紹相關進展，其中提高量子存儲器的存儲容量被認為是量子中繼器實驗實現方面的一個關鍵問題。
 
　　此前，美國有研究組通過空間分波法，實現了12個存儲單元的量子存儲器。國內有研究組利用高維態空間的方法，實現了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，實現了光子態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。這些技術為高容量量子存儲器的實現和量子中繼器的發展奠定了基礎，審稿人認為，“實現225個單元的量子存儲是量子存儲器實用化發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-“九州量子”量子網絡聯合實驗室的經費支持。
 
　　原標題：清華段路明研究組刷新量子存儲容量記錄 實現225存儲單元量子存儲器
關鍵詞 存儲監控網絡存儲
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