【博科园-科学科普】在巴黎实验室的研究人员已经突破了量子记忆性能的一个关键障碍。他们的工作使量子比特的第一个安全存储和检索成为可能。LKB的物理学家将光学量子存储的效率提高了一倍多——从30%到接近70%——使存储和检索成为可能。量子记忆对未来的量子网络至关重要。同步量子比特的能力在长距离量子通信协议或计算算法中有应用。由于效率超过50%，量子存储现在支持协议安全。该研究的主要作者、博士后黄昆博士说：实现的效率可以提高量子网络的可扩展性，同时也为提高效率发挥关键作用的高级任务铺平了道路，比如在认证协议或不可预测的量子货币方面，这个装置现在可以成为量子网络许多具有挑战性的研究的核心。
量子存储器对于飞行光学量子位是量子信息中广泛应用的关键因素。利用一组超长的超旧原子，巴黎实验室的研究人员报告了近70%的效率，这是量子网络安全存储的一个突破。图片版权：LKB
近年来量子存储器已在各种材料中实现，如离子、晶体和冷原子，使信息载体(通常是光子)和物理介质之间的相互作用得以控制。然而到目前为止，还没有任何内存能够存储和检索到一个成功率超过30%的qubit。在1月25日的《自然通讯》(Nature Communications)在线版上，索邦大学(Sorbonne University)和中国国家广播公司(CNRS)旗下的LKB教授Julien Laurat和他的团队报告说，他们存储的光学量子比特的效率达到了70%，而对输入的精确度保持在99%以上。
前博士研究生Pierre vernazg - gris说：选择了一些关键元素，并首次将它们组合在一起，这项工作是实现光量子存储和读出的最高效率的关键。该实验涉及将光子量子比特转换成激光冷却的铯原子的原子激发。通过电磁诱导的透明协议，控制激光束使介质的透明度降低，从而降低了携带信息的冲击信号。当信号被包含在集成电路中并且控制光束被关闭时，信息被转换成原子的集体激励，这些原子被储存起来，直到控制光束再次打开。
这一技术在LKB上被掌握，在前几年已经被用于量子记忆实验，但是这个过程的效率很大程度上取决于参与交互的原子的数量。因此Laurat的团队准备了一种非常细长的超级原子云(几乎3厘米长)，这使得高效存储成为可能。这一突破是在研究团队能够对压缩的原子云进行空间多路复用的时候出现的。除了高信噪比之外，LKB还能同时获得有效存储和空间复用。这一演示遵循了Laurat的团队近年来所做的其他工作，包括实现多自由度量子存储器或在光纤中首次停止光的演示。
知识：科学无国界，博科园-科学科普
参考：Nature Communications
内容：经“博科园”判定符合今主流科学
来自：Universite P. et M. Curie
编译：光量子
审校：博科园
解答：本文知识疑问可于评论区留言
传播：博科园
