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2011年国际十大科技新闻解读(组图)
关键词： 光子 氟碳化合物 开普勒 微观物理 木马 血液 交会对接 类地行星 测地线 中微子振荡
3.单原子量子信息存储首次实现可极大增强量子计算机的功能
数据存储的规模不可能比这更小了：德国马普学会量子光学研究所的研究人员成功演示了这样一个量子存储装置的最为基本的形式将单个光子的量子态写入一个铷原子中，经过180微秒后再将其读出。这是两个不同的微观物理系统之间的量子信息交换，并且是单个光子和单个原子的一对一“互动”，对于推动远距离量子通信和大尺度量子计算来说意义非凡。
量子计算机处理的信息就是以量子态存储于单个原子或光子这样的微观物理系统之中的。在对量子态的传输、操纵和存储等操作中，不同的物理系统有不同的优势。光子飞行速度快，与环境耦合作用小，是量子通信中最好的信息载体，但却很难被存储;相比而言，原子态有很长的退相干时间，可用来存储量子态。将二者结合，是实现对微观量子态的操纵的方案之一。不过，光子和原子之间的作用非常微弱，很难吸引对方的“注意”，即使出现了信息交换，也是少量、不完全的。
研究人员利用镜子增强了束缚在光腔中的铷原子和光子之间的相互作用，并用激光控制铷原子吸收和释放光子，也就是存储信息和读出信息。这种方法效果惊人：在大多数情况下，读出的量子信息同最初存储的信息一致，即保真度超过90%，而传统不基于量子效应获取的保真度仅为67%;且180微秒的存储时长不亚于以前基于多个原子方法获得的量子存储时间。
这是首次以可控方式实现了在单个原子中存储量子信息，这种技术原则上可以用于设计功能强大的量子计算机。不过，对于普罗大众来说，量子计算机的名头虽响，其所谓的超强计算能力却仍不过是纸上谈兵，到目前为止问世的量子计算机都只能说是个玩具，不仅价格不菲、体格庞大，而且只能处理几个量子比特的信息，稍一升温就会当机，基本上不具实用性。鉴于此次研究成果的效率(受到照射的光子中有多少能被存储接着被读出)还不到10%，这回是不是又在拿量子计算机当“噱头”，只能由时间说了算。