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惊呆美媒!中国科学家将光束“封印”1小时再“释放” 分三步走!

加新网CACnews.ca| 2021-6-25 09:22 |来自: hket

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▲ 中国科学家「留光」1小时创世界纪录 拓量子通讯实验曝光

中国科学界在量子技术的研究上,再取得突破。新华社报道,中国科学技术大学教授郭光灿及其研究团队,成功将光束「封印(储存)」在特殊晶体内,为时长达1小时,之后再将其「释放」和读取,这创出世界纪录,并对开拓量子通讯技术有重要的意义。

科学家把「光」储存的上一个纪录,由德国团队创出,他们曾把光束封存1分钟;而郭光灿的团队现在不仅破了世界纪录,还翻了60倍。

据解说,储存光束的主要目标是要实现光的量子「USB手指」,不必再建立量子中继,可以脱离光纤网路,进一步发展量子通讯。

而要实现把「光」留住和储存,必须经过三个关:

第一步:把光减慢,例如哈佛大学在1997年就曾经利用一种接近绝对零度的超流性气态原子云,将光的速度降低到17米/秒。

第二步:把光储存,正如前説,德国团队曾採用了一种方法,把光存储在一种名叫掺镨硅酸钇晶体的物质中,让它保存了1分钟。而这纪录现在已被中国打破。

第三步:就是读取光信号,即把储存的光释放出现,并尽量减少「失真走样」。







至于中国科技大学的郭光灿团队如何创出「留光」1小时的纪录?团队成员之一的教授李传峰指出,确切而言上述实验是将长600米的光脉衝停下来,储存到一个5毫米厚的晶体中,一个小时后再取出。

副教授周宗权解释,光的速度是每秒30万公里,想要令光速变慢,就需要人工调控折射率。今次的实验成功光的传输速度下调几十万倍,由于光速变慢,600米长的光脉衝等效的空间长度也被压窄,故可以放进晶体内。

「留光」有三个步骤 没违相对论

不过,周宗权就表示,实验并没有违背相对论,实验中改变的光速,只是光在介质中的传输速度。根据相对论的预言,如果真想时间倒流,需要运动的速度比光速更快,「而且我们的工作也不可能使得时光倒流」。

周宗权又阐述储存光束的意义,主要目标是实现光的量子储存器(俗称量子USB手指),不必再去建立量子中继,可以脱离光纤网路,把单个光子的量子态放到储存器,以实现量子通讯等技术。

周宗权称,量子通讯相比于经典通讯,主要的优势在于安全性,更大的价值可能对于政府和军事的运用,它的讯息保密的安全要求更高。

民用上亦可以例如将两部望远镜捕捉到的光储存在一起处理,可以突破单个望远镜的局限,大幅提升天文观测的精度。


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