科学家首建出量子储存设备，能先保存量子讯息再读取

这些年来量子硬体设备虽然逐渐强大，但量子系统处理、存取资料仍有基础问题未解决。最近，伦敦帝国学院研究人员首次在2台设备间传输、储存、读取量子资料，这将是迈向超安全、超高速量子网络重要一步。

量子运算（Quantumcomputing）利用奇怪的量子特性如：叠加、纠缠，来解决传统电脑难以处理的复杂问题，包括药物开发（分子设计）、材料科学、金融风险建模等，具有加速运算、突破演算法限制等优势。

虽然量子资料长距离传输技术日渐突破，比如清华大学团队日前首次以现有商用光纤完成跨县市量子加密通讯，然而长距离传输可能丢失量子资讯，为了避免这一问题发生，传统量子通讯会在固定点使用中继器放大讯号，以确保量子资讯抵达目的地。

然而开放量子系统的“量子相干性”很容易与外在环境发生纠缠而逐渐丧失，加上任何尝试从量子系统读取资讯的动作都会使量子态发生变化，因此如何“长期”储存并读取资料，不失真的传输量子数据，一直是最让研究人员头痛的核心挑战，也是完善量子通讯技术至关重要一环。

最近，由伦敦帝国学院SarahThomas、LukasWagner领导的团队使用标准光纤传输量子资料，成功展示一种新型量子存储器，可以先吸收和存储光的量子态，之后再供其他量子设备读取检索。

新的量子储存设备可产生、储存和检索量子讯息。（Source：伦敦帝国学院）

首先量子点产生（非纠缠）光子，然后传递至量子储存系统，将光子储存在铷原子云中，然后雷射可以“打开”和“关闭”记忆体，从而根据需求储存、释放光子。

在这当中，量子点产生的光子波长不容易被原子吸收，与量子记忆体“对话”并非容易之事，因此研究人员需进行一些调整。

首先，他们调整量子点架构以发射1529.3nm的光（与标准光纤相容），然后设计一系列滤波器、调变器调整发射光子的波长，直到它们能与原子量子记忆体相互作用。团队报告称，他们成功将光子态储存在原子量子记忆体，效率为12.9%，且光子保留了原始量子态，可以之后再读取它们。

这项研究让量子运算朝现实迈出一大步，若量子资料能长期储存在量子记忆体，就能让我们进一步串联不同量子电脑，从而建置出庞大量子网际网络。

新论文发表在《ScienceAdvances》期刊。