美科學(xué)家開(kāi)發(fā)“量子硬盤”概念認(rèn)證 美科學(xué)家開(kāi)發(fā)“量子硬盤”概念認(rèn)證

美國(guó)加州理工學(xué)院( Institute of ，Caltech)已經(jīng)證實(shí)，量子纏結(jié)(quantum entanglement)能同步傳遞整個(gè)量子信息區(qū)塊()，為將來(lái)的“量子硬盤(quantum HD)”提供了概念驗(yàn)證。

加州理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)表示，他們所發(fā)明的元件可說(shuō)是量子硬盤的“先驅(qū)”；這種量子硬盤透過(guò)以纏結(jié)進(jìn)行存取的光學(xué)存儲(chǔ)器，將挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的儲(chǔ)存技術(shù)。研究團(tuán)隊(duì)成功將4個(gè)量子存儲(chǔ)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)譯為光學(xué)訊號(hào)，然后再還原；研究人員表示，其原則可以擴(kuò)展到未來(lái)量子硬盤任何數(shù)量的存入/讀出平行傳輸。

“我們已經(jīng)證實(shí)，與4個(gè)量子通道交談的4個(gè)量子存儲(chǔ)器，能藉由電磁透明(electromagnetic transparency)被有條理地吸收，也就是將光線速度降低至0以進(jìn)行儲(chǔ)存。”加州理工大學(xué)博士候選人Kyung Soo Cho 表示。電磁誘發(fā)透明(Electromagnetically-induced transparency)是一種有條理的光學(xué)非線性(nonlinearity)，以一種透明介質(zhì)呈現(xiàn)，能讓量子態(tài)光線編碼被停止在量子存儲(chǔ)器元件中。

加州理工學(xué)院的纏結(jié)技術(shù)是利用雷射來(lái)將4個(gè)量子存儲(chǔ)器冷卻──每個(gè)量子存儲(chǔ)器是由100萬(wàn)顆銫(cesium)原子組成，彼此間以磁性隔離約1毫米(millimeter)；量子存儲(chǔ)器自旋中的每個(gè)原子的磁自旋往上或是往下，會(huì)集體性描述代表一整個(gè)系集(ensemble)的自旋波(spin-wave)。藉由以激光束編碼同步輻射量子存儲(chǔ)器，4個(gè)量子存儲(chǔ)器的自旋波會(huì)以同樣的方式纏結(jié)。

以上被稱為“量測(cè)誘發(fā)纏結(jié)(measurement induced entanglement)”的技術(shù)，是加州理工學(xué)院在5年前首創(chuàng)，但只能適用兩個(gè)系集；現(xiàn)在該校研究人員已經(jīng)理論性證實(shí)，這種技術(shù)能夠被擴(kuò)充到任何數(shù)量的節(jié)點(diǎn)。

加州理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)也將各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的纏結(jié)量子態(tài)之衰退(decay)特征化，展示了該種從復(fù)雜量子態(tài)衰退為經(jīng)典存儲(chǔ)器數(shù)值(classical values)的系統(tǒng)衰退，是他們所聲稱的、符合可預(yù)期、可重復(fù)的原則。

接下來(lái)，該團(tuán)隊(duì)將研究適用量子磁性存儲(chǔ)器內(nèi)纏結(jié)自旋波的纏結(jié)衰退動(dòng)力學(xué)；他們也希望能擴(kuò)充量子計(jì)量學(xué)(metrology)的適用范圍，透過(guò)對(duì)一般來(lái)說(shuō)較脆弱的量子存儲(chǔ)器狀態(tài)的量測(cè)，讓量子態(tài)能被產(chǎn)生、儲(chǔ)存并傳輸。