刘玉龙

光，是天地中最迅捷的“信使”。它以每秒约30万公里的速率穿越星际，难以遮挽。

如今却不同样了，通过固体量子芯片，咱们不错“留住光”——存储和转发光子带来的量子信息，为改日量子互联网(如量子云筹算、漫步式传感)等提供枢纽硬件撑捏。

既然光子少顷即逝，咱们为什么不可将其转变为更易“留住”的载体？在传统存储时代中，光信号频繁要转变为电信号或磁信号，以便于硬盘存储。但转变历程中，原始光信号在介质接纳和能量交流中会被弥散消解，犹如大雁飞过，只闻其声、难见其形。

思象光子是一只能儿的小猫，这只猫不错同期处于“睡着”和“醒着”的景色(量子类似态)。若是你试图用相机拍下这只猫的景色，一朝按下快门，猫就会坐窝变成“睡着”或“醒着”中的一个景色(量子态坍缩)。经典存储介质就像那台相机，一朝测量就会禁绝量子态的类似特质。

不仅要“听懂”光的呢喃，还要能“看见”光的形状，同期不禁绝光子的量子类似态，怎样作念到？

这就需要“光声交流之法”——我国科学家出了奇招，将光的频率、相位等信息编码为声波的振动。声波的速率比光慢得多，仅为光速的百万分之一，相配于让高速飞行的光子有了“延缓带”。交流的重心在于通过光子不休地撞击机械薄膜扫尾信息的转录，这一历程保留了光子既“睡着”又“醒着”的景色。

为了尽可能地“留住光”，薄膜材料的遴选十分枢纽。

传统声学薄膜材料有金属铝膜、半导体氮化硅、无定形硅等，但由于材料的里面原子摆列无序，振动历程中容易产生摩擦，使得声学能量飞速耗散，存储时长一般以秒筹算。科学家发现，ag平台真人百家乐单晶碳化硅薄膜的晶体结构高度规整，不错大大培育机械振子的振动寿命。

粗拙的薄膜材料，就像一个个饱读，每个光子“饱读槌”击打时，传出的声息是成对的，且一模同样。这便是光子在机械振动中的简并态，储存的信息无法分歧。但单晶碳化硅薄膜，是一个有些另类的“饱读面”，光子“饱读槌”落到薄膜上，振动频率会发生玄妙的分裂，造成不错分歧的不同景色，这便是光子在机械振动中的破缺态。这么，就幸免了振动频率弥散同样的信息干与，光信息存储的践诺愈加精确。

科学家还发现，在零下273.14摄氏度隔邻的极低温环境下，薄膜的原子热畅通几近冻结，声子寿命得以大幅蔓延，进而加多光子信息存储时长。近日，北京量子信息科学究诘院的科研团队就将飞行光子驻留的期间推至4035秒，创造了光子信息存储时长新的寰宇记载。信息存储期间越长，需要用的时候，提真金不怕火的开脱度也越大。在诓骗层面，永久间的存储光信息的能力以及有关时代将有助于量子筹算编码、高频引力波探伤、暗物资搜寻等。

回望科技史，每一次存储介质的纠正，皆为东说念主类娴雅带来了浩繁变化。现时，咱们已站在存储介质变革的前沿，有望“看见”光从瞬逝到长存。

(作家为北京量子信息科学究诘院副究诘员，本报记者王昊男采访整理)

《 东说念主民日报 》( 2025年04月19日 06 版)

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