加州理工開發(fā)出可瞬間存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的光量子內(nèi)存芯片

　　據(jù)外媒報(bào)道，加州理工大學(xué)的研究人員們，已經(jīng)開發(fā)出了一款能夠以“光的形式”、“納米級(jí)速度”存儲(chǔ)量子信息的計(jì)算機(jī)芯片。這標(biāo)志著量子計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的一項(xiàng)最新突破，在更小的設(shè)備上實(shí)現(xiàn)更快的信息處理和數(shù)據(jù)傳輸。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的內(nèi)存部件，只能將信息以“0”或“1”的形式存儲(chǔ)。盡管仍處于實(shí)驗(yàn)階段，但量子計(jì)算機(jī)的基本原理還是一樣的，即以“量子比特”來存儲(chǔ)數(shù)據(jù) —— 除了“0”和“1”，量子比特還允許兩種狀態(tài)共存。

　　類似 Caltech 開發(fā)的這種光量子設(shè)備，能夠以光子的形式存儲(chǔ)和攜帶信息。因其沒有電荷或質(zhì)量，所以更快速、更安全。論文一作 Tian Zhong 表示：

　　這項(xiàng)技術(shù)不僅可以讓量子內(nèi)存設(shè)備極小化，還能夠更好地控制單個(gè)光子和原子之間的交互。

　　該芯片由一列內(nèi)存模組構(gòu)成，每一格的長(zhǎng)度為 15 微米、寬度為 0.7 微米，大小與紅細(xì)胞相當(dāng)。這些模塊包含了由摻雜稀土離子的晶體所造的“光學(xué)共振腔”(optical cavities)，是專為捕捉和控制光子而設(shè)計(jì)的。

　　在將模塊降溫至 0.5 開爾文(-727.7℃ / -458.8℉)之后，研究團(tuán)隊(duì)借助一道重度過濾激光束，將單個(gè)光子發(fā)射到每個(gè)模塊中(然后它們被稀土離子所吸收)。

　　光子會(huì)在那里被保持 75 納秒的時(shí)間，然后被再度釋放。之后研究人員們檢查了這些光子，看它們是否仍攜帶相同的信息。研究團(tuán)隊(duì)稱，其錯(cuò)誤率僅 3% 。

　　為了讓這種芯片成為量子網(wǎng)絡(luò)中遠(yuǎn)距離傳輸信息的一種切實(shí)選擇，研究人員們還需要將數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)時(shí)間持續(xù)至少 1 毫秒。

　　這是他們下一步的主要工作，此外也會(huì)尋找將芯片集成到其它電路中的方法。論文通訊作者 Andrei Faraon 表示：

　　可用來傳輸量子信息的這類設(shè)備，是未來研發(fā)光量子網(wǎng)絡(luò)不可或缺的部件。

　　有關(guān)這項(xiàng)研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《科學(xué)》(Science)期刊上。