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光是極佳的資訊載體——電信領域光纖的普及就證明了這一點——量子通訊領域也不例外。光子是關鍵的量子物體，可以遠距離傳輸資訊，並且可以以相對較大的數量進行糾纏 。
但是光子非常活躍，以光速飛馳，使得它們所攜帶資訊的靜態儲存成為一項挑戰。人們不能簡單地將光子資訊編碼到標準的電子儲存器中——對量子物體的任何測量都會破壞其中包含的部分資訊，從而拋棄量子通訊和計算的優勢。
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研究人員已經設計了幾種方法來“停放”儲存在光子中的資訊，方法是將光子的量子態編碼到原子的量子態中，原子更容易被固定。但是，這些系統在儲存和回憶資訊方面的能力往往非常不穩定。現在，發表在6月24日《自然》雜誌上的一項研究提出了一種量子儲存器，可以將光子資訊儲存在晶體中，效率高達69%。（《大眾科學》是自然出版集團的一部分。）
該研究的作者使用摻雜了稀土元素鐠的矽酸釔（Y2SiO5）晶體作為量子儲存器，該晶體經過精心定製，具有非常特定的吸收特性。晶體儲存器冷卻到僅3開爾文，並保持在電場中，吸收雷射脈衝。但是，當外部電場切換時，儲存器會產生原始光子的“回波”，其量子態完好無損。
“進入晶體的光被完全減速到停止，在那裡它保持靜止，直到我們再次釋放它，”主要研究作者，澳大利亞國立大學雷射物理中心的Morgan Hedges學生，在一份準備好的宣告中說。“當我們釋放它時，我們基本上得到了進入的所有東西，作為一個三維全息圖，精確到最後一個光子。”
新研究中展示的儲存時間相當短——以百萬分之一秒為單位——但研究人員預測，更高效的儲存器應該是可行的，儲存時間可以以秒為單位來衡量。
圖片來源：澳大利亞國立大學