- 政策解讀
- 經濟發展
- 社會發展
- 減貧救災
- 法治中國
- 天下人物
- 發展報告
- 項目中心
2011年國際十大科技新聞解讀(組圖)
關鍵詞： 光子 氟碳化合物 開普勒 微觀物理 木馬 血液 交會對接 類地行星 測地線 中微子振蕩
3.單原子量子信息存儲首次實現可極大增強量子計算機的功能
數據存儲的規模不可能比這更小了：德國馬普學會量子光學研究所的研究人員成功演示了這樣一個量子存儲裝置的最為基本的形式將單個光子的量子態寫入一個銣原子中，經過180微秒后再將其讀出。這是兩個不同的微觀物理系統之間的量子信息交換，并且是單個光子和單個原子的一對一“互動”，對于推動遠距離量子通信和大尺度量子計算來說意義非凡。
量子計算機處理的信息就是以量子態存儲于單個原子或光子這樣的微觀物理系統之中的。在對量子態的傳輸、操縱和存儲等操作中，不同的物理系統有不同的優勢。光子飛行速度快，與環境耦合作用小，是量子通信中最好的信息載體，但卻很難被存儲;相比而言，原子態有很長的退相干時間，可用來存儲量子態。將二者結合，是實現對微觀量子態的操縱的方案之一。不過，光子和原子之間的作用非常微弱，很難吸引對方的“注意”，即使出現了信息交換，也是少量、不完全的。
研究人員利用鏡子增強了束縛在光腔中的銣原子和光子之間的相互作用，并用激光控制銣原子吸收和釋放光子，也就是存儲信息和讀出信息。這種方法效果驚人：在大多數情況下，讀出的量子信息同最初存儲的信息一致，即保真度超過90%，而傳統不基于量子效應獲取的保真度僅為67%;且180微秒的存儲時長不亞于以前基于多個原子方法獲得的量子存儲時間。
這是首次以可控方式實現了在單個原子中存儲量子信息，這種技術原則上可以用于設計功能強大的量子計算機。不過，對于普羅大眾來說，量子計算機的名頭雖響，其所謂的超強計算能力卻仍不過是紙上談兵，到目前為止問世的量子計算機都只能說是個玩具，不僅價格不菲、體格龐大，而且只能處理幾個量子比特的信息，稍一升溫就會當機，基本上不具實用性。鑒于此次研究成果的效率(受到照射的光子中有多少能被存儲接著被讀出)還不到10%，這回是不是又在拿量子計算機當“噱頭”，只能由時間說了算。