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2021-06-17 19:26 |
新技術使光量子比特在室溫下保持穩(wěn)定
日前，哥本哈根大學的研究人員開發(fā)了一種新的技術，使光的量子比特在室溫下保持穩(wěn)定，而不是只能在-270度下工作。他們的發(fā)現(xiàn)節(jié)省了能源和資金，這是量子計算研究領域的一次突破。 YNj`W1
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由于我們幾乎所有的私人信息都被數(shù)字化了，我們找到保護我們的數(shù)據(jù)和我們自己不被黑客攻擊的方法越來越重要。量子密碼學是研究人員對這一問題的答案，更確切地說，是某種量子比特--由單光子組成：光的粒子。單個光子或光的量子比特，它們也被稱為，是極難被黑客破解的。 I [##2
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然而，為了使這些光的量子比特穩(wěn)定并正常工作，它們需要被儲存在接近絕對零度的溫度下--也就是零下270攝氏度--這需要大量的電力和資源。然而，在最近發(fā)表的一項研究中，來自哥本哈根大學的研究人員展示了一種在室溫下存儲這些量子比特的新方法，其時間比以前顯示的長一百倍。 } c }_<#I
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"我們已經(jīng)為我們的存儲芯片開發(fā)了一種特殊的涂層，幫助光的量子位在室溫下時是相同和穩(wěn)定的。此外，我們的新方法使我們能夠?qū)⒘孔颖忍卮鎯ΩL的時間，也就是毫秒而不是微秒--這在以前是不可能的。"尼爾斯-玻爾研究所的量子光學教授尤金-西蒙-波爾齊克說："我們對此真的很興奮。" s1=G;
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記憶芯片的特殊涂層使得存儲光的量子比特變得更加容易，而不需要大冰柜，后者操作起來很麻煩，而且需要大量的電力。因此，新發(fā)明將更便宜，更符合未來工業(yè)的需求。 #PQB(=299P
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"在室溫下存儲這些量子比特的好處是，它不需要液態(tài)氦或復雜的激光系統(tǒng)進行冷卻。另外，這是一項更簡單的技術，可以更容易地在未來的量子互聯(lián)網(wǎng)中實施。"參與該項目的UCPH-PhD的Karsten Dideriksen說。 r|PB* `
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通常情況下，較高的溫度會擾亂每個光量子位的能量。"在我們的存儲芯片中，數(shù)以千計的原子飛來飛去，發(fā)出的光子也被稱為光量子比特。當原子受熱時，它們開始加速移動，并相互碰撞以及與芯片的墻壁碰撞。這導致它們發(fā)射出相互之間非常不同的光子。但我們需要它們完全相同，以便在未來將它們用于安全通信，"Eugene Polzik解釋說。 Um-[ ~-
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"這就是為什么我們開發(fā)了一種方法，用存儲芯片內(nèi)部的特殊涂層來保護原子存儲器。該涂層由具有蠟狀結(jié)構的石蠟組成，它通過軟化原子的碰撞發(fā)揮作用，使發(fā)射的光子或量子相同且穩(wěn)定。此外，我們還使用了特殊的過濾器，以確保只有相同的光子才能從存儲芯片中提取出來"。 =k0_eX0
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盡管這項新發(fā)現(xiàn)是量子研究的一個突破，但它仍然需要更多的工作。"現(xiàn)在我們以較低的速度產(chǎn)生光的量子--每秒一個光子，而冷卻的系統(tǒng)可以在同樣的時間內(nèi)產(chǎn)生數(shù)百萬個光子。但我們相信這項新技術有重要的優(yōu)勢，而且我們可以及時克服這一挑戰(zhàn)，"Eugene總結(jié)道。 /j|G(vt5
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這項研究發(fā)表在《自然通訊》上。 0h\smqm
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