瑞士量子存储元件在微型玻璃室内诞生

如同经典网络需依靠存储设备，未来的量子网络同样离不开量子存储元件。日前，瑞士巴塞尔大学科研团队成功研发出一种原子尺寸的量子存储元件，并证实其具备在晶圆上规模化生产的潜力，极大增强了广大行业领域的期待。相关研究报告已发表在最新的《物理学评论快报》杂志上。

在量子通信领域，光子是极佳的通信载体。光子常被用来通过光纤电缆向遥远的卫星或者量子存储元件发出量子信号。然而，光子的量子状态如果保存不当，可能失去原有性质。

早在2年前，巴塞尔大学科研人员就已成功利用玻璃室内的铷原子来完成这项任务。当时，这个玻璃室经过手工精制，仍然达到几厘米的体积；而今，他们希望将玻璃室改进至更小的尺寸，便于批量开发和制作。可喜的是，经过不懈努力，团队已研制出直径仅几毫米的新型玻璃室，并成功收集到了大量的铷原子。

期间，他们把这些玻璃室加热至100摄氏度，这样就能提高水蒸汽的压力，从而更大程度地激发原子的振动频率。另外，还应用了高强度的磁场 （ 1特斯拉），通过改变原子能级来光照子的量子储存。实验结果表明，该方法不仅能有效存储光线大约100纳秒，而且这段时间内光子仍有能力传播30米。

利用上述技术，科研团队首次利用单个晶圆制造出大约1000份玻璃室的复制样本。更为重要的是，他们实现了光子的微型量子存储器的研制，这将是量子网络领域的一次重大突破，并将开启光子量子存储的新时代。

尽管取得初步成效，科研人员依然没有停止前进的步伐。他们希望在不久的将来，能够实现单个玻璃室中保存单个光子的壮举。同时，科研团队仍然致力于持续优化玻璃室，期望在此基础之上，进一步延长光子存储时间，从而为量子网络时代的来临打下坚实基础。

信息存储是信息化社会的重要组成部分。从纸张、磁带、硬盘等演变至今日的互联网和移动通信场景，信息存储介质在历史洪流中不断更新换代。现如今，人们难以想象离开网络世界将会带来什么困难。 量子网络作为下一代通信技术，将来可能借助量子密码学实现信息的安全传送，并催生量子计算机的互联互通。然而，量子网络同样依赖于量子存储元件，如本次巴塞尔大学科研团队所创造的这个原子大小的量子存储器，既能进行规模化生产，又因其可定制性展示了量子网络的独特魅力。