如同經(jīng)典網(wǎng)絡需依靠存儲設備，未來的量子網(wǎng)絡同樣離不開量子存儲元件。日前，瑞士巴塞爾大學科研團隊成功研發(fā)出一種原子尺寸的量子存儲元件，并證實其具備在晶圓上規(guī)模化生產(chǎn)的潛力，極大增強了廣大行業(yè)領域的期待。相關研究報告已發(fā)表在最新的《物理學評論快報》雜志上。

在量子通信領域，光子是極佳的通信載體。光子常被用來通過光纖電纜向遙遠的衛(wèi)星或者量子存儲元件發(fā)出量子信號。然而，光子的量子狀態(tài)如果保存不當，可能失去原有性質(zhì)。

早在2年前，巴塞爾大學科研人員就已成功利用玻璃室內(nèi)的銣原子來完成這項任務。當時，這個玻璃室經(jīng)過手工精制，仍然達到幾厘米的體積；而今，他們希望將玻璃室改進至更小的尺寸，便于批量開發(fā)和制作。可喜的是，經(jīng)過不懈努力，團隊已研制出直徑僅幾毫米的新型玻璃室，并成功收集到了大量的銣原子。

期間，他們把這些玻璃室加熱至100攝氏度，這樣就能提高水蒸汽的壓力，從而更大程度地激發(fā)原子的振動頻率。另外，還應用了高強度的磁場 （ 1特斯拉），通過改變原子能級來光照子的量子儲存。實驗結果表明，該方法不僅能有效存儲光線大約100納秒，而且這段時間內(nèi)光子仍有能力傳播30米。

利用上述技術，科研團隊首次利用單個晶圓制造出大約1000份玻璃室的復制樣本。更為重要的是，他們實現(xiàn)了光子的微型量子存儲器的研制，這將是量子網(wǎng)絡領域的一次重大突破，并將開啟光子量子存儲的新時代。

盡管取得初步成效，科研人員依然沒有停止前進的步伐。他們希望在不久的將來，能夠?qū)崿F(xiàn)單個玻璃室中保存單個光子的壯舉。同時，科研團隊仍然致力于持續(xù)優(yōu)化玻璃室，期望在此基礎之上，進一步延長光子存儲時間，從而為量子網(wǎng)絡時代的來臨打下堅實基礎。

信息存儲是信息化社會的重要組成部分。從紙張、磁帶、硬盤等演變至今日的互聯(lián)網(wǎng)和移動通信場景，信息存儲介質(zhì)在歷史洪流中不斷更新?lián)Q代。現(xiàn)如今，人們難以想象離開網(wǎng)絡世界將會帶來什么困難。 量子網(wǎng)絡作為下一代通信技術，將來可能借助量子密碼學實現(xiàn)信息的安全傳送，并催生量子計算機的互聯(lián)互通。然而，量子網(wǎng)絡同樣依賴于量子存儲元件，如本次巴塞爾大學科研團隊所創(chuàng)造的這個原子大小的量子存儲器，既能進行規(guī)模化生產(chǎn)，又因其可定制性展示了量子網(wǎng)絡的獨特魅力。