中新網(wǎng)上海5月4日電(記者 許婧)上海交通大學(xué)4日透露，最新一期的權(quán)威科學(xué)期刊《自然》雜志子刊《自然光子學(xué)》上刊登了該校特別研究員金賢敏及其英國牛津大學(xué)、德國馬普所合作者的最新研究成果：首次在空心光纖中實現(xiàn)單光子級寬帶光存儲，這項工作標(biāo)志著向?qū)崿F(xiàn)可集成化的量子信息存儲器件邁出了重要的一步。
當(dāng)前，信息技術(shù)的發(fā)展遇到了兩大瓶頸，一是隨著芯片集成度的不斷提高，計算機的運算速度將達(dá)到極限，二是人類計算能力和數(shù)學(xué)的不斷進(jìn)步，使得現(xiàn)有的信息安全系統(tǒng)面臨嚴(yán)重的威脅。本世紀(jì)始，量子物理與信息技術(shù)的結(jié)合，突破了傳統(tǒng)信息技術(shù)兩大瓶頸。
學(xué)術(shù)界公認(rèn)量子信息技術(shù)有望實現(xiàn)無條件安全的保密通信，超高速的計算，超精密的成像和傳感等革命性的技術(shù)飛躍，在未來的金融、軍事和公共信息安全等方面有極大的發(fā)展前景。近年來量子信息技術(shù)得到了國際學(xué)術(shù)界，科技界以及國家戰(zhàn)略層面的廣泛關(guān)注，已成為新一代信息技術(shù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略性方向。世界主要發(fā)達(dá)國家紛紛投入巨資設(shè)立專項基金和建立研究中心。例如今年英國財政部就宣布要在5年內(nèi)專門投入2.7億英鎊到量子技術(shù)的研究和發(fā)展上。
但目前的量子信息研究都只是停留在原理性的小規(guī)模演示水平上，因此解決隨機性是量子信息技術(shù)真正邁向?qū)嵱没年P(guān)鍵。當(dāng)下，可做到單光子級別的光存儲器大多要在超低溫等特殊環(huán)境下運行，系統(tǒng)復(fù)雜、龐大且昂貴，無法滿足實用化要求。
在上述現(xiàn)狀中，金賢敏同合作者在過去的幾年中發(fā)展出了一種唯一可在室溫下運行的寬帶光存儲技術(shù)。在前期工作基礎(chǔ)上，他們將目標(biāo)瞄準(zhǔn)可集成化的光存儲裝置，用裝載原子氣體的空心光纖代替?zhèn)鹘y(tǒng)的原子蒸氣池，并成功實現(xiàn)了單光子級別的寬帶光存儲。這種光存儲裝置很有優(yōu)勢，例如可在室溫下運行、高效率和可以進(jìn)行大規(guī)模集成等。
眼下，金賢敏課題組在985工程和國家自然科學(xué)基金支持下，正在上海交通大學(xué)搭建世界第二臺室溫寬帶光存儲裝置，作為具有后發(fā)優(yōu)勢的2.0版，有望在各項指標(biāo)上獲得大幅提升。真正可實用化、可集成和可擴展的通用量子信息存儲器將實質(zhì)性地推動遠(yuǎn)距離量子通信，光量子計算和量子精密測量等領(lǐng)域的發(fā)展。