3 月 24 日消息，瑞士日內瓦大學 UNIGE 團隊研究人員將一個量子比特存儲在一個晶體內，成功存儲 20 毫秒，創下新世界紀錄，為開發出長距離量子通信網絡奠定了重要基礎。

　　▲ 用于存儲光子量子比特的晶體，由低溫箱中的激光照射，這是一種獲得低溫的儀器

　　今天，在歐洲量子旗艦計劃的框架內，Mikael Afzelius 的團隊通過將一個量子比特存儲 20 毫秒，成功地將人類科研水平再往前推進一步。為此，他們使用了摻有銪的晶體，這種晶體能夠先吸收光再發光。

　　大家可能聽說過，建立遠程量子通信系統的一個主要障礙是：光子傳輸幾百公里后會出現丟失，信號自然也會因此消失。為此，基于量子存儲器的“中繼器”由此而生，為使中繼器能更好地發揮作用，需要讓儲存量子信息的時間更長一點。

　　研究人員興奮地說，“這是一個基于固態系統的量子存儲器的新世界紀錄，在這種情況下它是一個晶體。我們甚至成功地達到了 100 毫秒的大關，而且保真度損失很小”。

　　UNIGE 科研人員使用了摻雜了某些稀土(本例中為銪)金屬晶體，它們能夠吸收光線然后再發光。這些晶體被保存在-273.15°C(絕對零度)的環境中，因為一旦超過這個溫度 10°C，晶體的熱攪拌會破壞原子的糾纏。

　　UNIGE 應用物理系的博士后 Antonio Ortu 解釋說，“我們在晶體上施加一個千分之一特斯拉的小磁場，并使用動態去耦方法，其中包括向晶體發送強烈的無線電頻率。這些技術的效果是將稀土離子從環境的擾動中解耦出來，并將我們迄今所知的存儲性能提高了近 40 倍”

　　這項研究的結果構成了長距離量子通信網絡發展的一個重大進展。此外，他們還將光子所攜帶的量子狀態的存儲帶到了人類可以估算的時間尺度。