據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，德國(guó)馬克斯普朗克量子光學(xué)研究所的科學(xué)家格哈德·瑞普領(lǐng)導(dǎo)的科研小組，首次成功地實(shí)現(xiàn)了用單原子存儲(chǔ)量子信息——將單個(gè)光子的量子狀態(tài)寫入一個(gè)銣原子中，經(jīng)過180微秒后將其讀出。最新突破有望助力科學(xué)家設(shè)計(jì)出功能強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)，并讓其遠(yuǎn)距離聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建“量子網(wǎng)絡(luò)”。 $&<uT  
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量子計(jì)算機(jī)因其能同時(shí)處理用單個(gè)原子和光子等微觀物理系統(tǒng)的量子狀態(tài)存儲(chǔ)的很多信息，計(jì)算速度更快。但量子計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作時(shí)，其內(nèi)部不同組件之間必須能進(jìn)行信息交換。因此，科學(xué)家希望量子信息能在光子和物質(zhì)粒子之間交換。 UK1_0tp]x  
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此前，科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了光子和數(shù)千個(gè)原子集合之間的信息交換，現(xiàn)在首次證明，采用一種可控的方式，量子信息也能在單個(gè)原子和光子之間交換。實(shí)現(xiàn)光子和單個(gè)原子之間信息交換的最大障礙是，光子和原子之間的相互作用太微弱。在最新研究中，科學(xué)家將一個(gè)銣原子放在一個(gè)光學(xué)共振器的兩面鏡子間，接著使用非常微弱的激光脈沖讓單光子進(jìn)入該共振器中。共振器的鏡子將光子前后反射了多次，大大增強(qiáng)了光子和原子之間的相互作用。 )u/H>;L P  
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研究人員還通過添加一束激光——控制激光（在銣原子同光子相互作用時(shí)，直接射向銣原子），讓銣原子吸收一個(gè)光子，從而讓銣原子進(jìn)入一種穩(wěn)定的量子狀態(tài)。且原子自旋會(huì)產(chǎn)生磁矩，該磁矩的方向?qū)�決定用來存儲(chǔ)信息的穩(wěn)定的量子狀態(tài)。 ^S)cjH`P  
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這個(gè)狀態(tài)可被相反的過程讀出：他們?cè)俅问褂每刂萍す庹丈溷溤�子，使其重新釋放出剛開始入射的光子。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在大多數(shù)情況下，讀出的量子信息同最初存儲(chǔ)的信息一致，也就是所謂的保真度超過90%。而傳統(tǒng)不基于量子效應(yīng)獲取的保真度僅為67%。且量子信息在銣原子內(nèi)的存儲(chǔ)時(shí)間約為180微秒，這能與以前基于多個(gè)原子方法獲得的量子存儲(chǔ)時(shí)間相媲美。 %e`$p=m  
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