千分之一体积的新型量子存储器诞生,有望使量子存储投入实用

最近,来自美国和意大利的研究人员制造了一部体积是同类设备千分之一的量子存储设备,使这种量子存储器能够直接被整合到芯片中。这项研究的论文在科学杂志(Science)发布,描述了这种存储器的制作过程以及研究团队对此项目不断改进的计划。

近几年,虽然研究人员在量子计算机及量子网络研究方面不断做出突破,但量子存储设备一直是量子系统中的瓶颈。由于现有的量子存储器体积太大无法整合到芯片中,导致其无法投入实际应用。不过,这项新突破使得将量子存储器整合入芯片成为了可能。

这种存储器十分小,尺寸仅为 10X0.7 微米。外形长且细并带有许多三角形凹槽,在凹槽的一边装有反光镜。这种装置主体是由钒酸钇构成的,并利用一小部分钕构成凹槽,这些凹槽可以被用来控制存储信息(0,1,或者同时存储两者)的光子。

图|这张扫描电子显微镜图片展示了利用钒酸钇制作的纳米级量子存储设备,其中的凹槽是由钕原子构成的。

设备运行时,研究人员首先对其发射激光脉冲,使光子在装置存储单元集合并被装置吸收。若不受其他影响,这些光子会在 75 纳秒之后被释放。为了实现随需数据检索,研究人员利用双脉冲激光将光子的释放延迟 10 纳秒。在光子被控制在装置中时,光子以两种脉冲的形式同时存在。

为了展示这种设备拥有存储信息的能力,研究人员比较了进入存储器和离开存储器的光子的波函数,并发现这些光子所存储的数据并没有变化。这就意味着这部量子设备在真正意义上存储了数据。

赞 (0)