我国科学家将光存储时间提升至1小时是怎么回事光真的可以

　　最近在网上看到一则新闻，那就是“我国科学家将光存储时间提升至1小时”，我的天啊，这个就太厉害了吧，那么小编也要问了，这到底是怎么回事呢？光真的能存储吗？关又是怎么储存的呢？这些问题也非常的有意思，下面我们一起来简单的解谜分析看看。
　　1、我国科学家将光存储时间提升至1小时是怎么回事
　　中国科学技术大学25日发布消息，该校李传锋、周宗权研究组近期成功将光存储时间提升至1小时，大幅刷新8年前德国团队创造的1分钟的世界纪录，向实现量子U盘迈出重要一步。国际学术期刊《自然通讯》日前发表了该成果，审稿人认为“这是一个巨大成就”。
　　光是现代信息传输的基本载体，光纤网络已遍布全球。光的存储在量子通信领域尤其重要，因为用光量子存储可以构建量子中继，从而克服传输损耗建立远程通信网。另一种远程量子通信解决方案是量子U盘，即把光子保存起来，通过运输U盘来传输量子信息。考虑到飞机和高铁等运输工具的速度，量子U盘的光存储时间需要达到小时量级，才有实用价值。
　　李传锋、周宗权研究组长期研究这一领域，他们2015年研制出光学拉曼外差探测核磁共振谱仪，刻画了掺铕硅酸钇晶体光学跃迁的完整哈密顿量。近期，他们在实验上取得重大突破，结合“原子频率梳”等技术，成功实现光信号的长寿命存储。
　　在实验中，光信号经历了光学激发、自旋激发、自旋保护脉冲等一系列操作后，被重新读取为光信号，总存储时间达到1小时，而且光的相位存储“保真度”高达96。42。5。
　　“简单来说，我们就是用一块晶体把光‘存起来’，一个小时后取出来发现，它的相位、偏振等状态信息还保存得很好。”李传锋说，光的状态信息很容易消失，这个研究大大延长了保存的时间，也因此有望催生一系列创新应用。
　　比如，将两台相距较远的望远镜捕捉到的光，保存后放到一起进行“干涉”处理，可以突破单个望远镜的尺寸局限，大幅提升观测的精度。
　　量子U盘对构建全球量子通信网具有重要意义。李传锋介绍，为实现量子U盘，不仅要高精度的“留住光”，还要提升信噪比，这也是他们下一步努力的方向。
　　2、光真的可以储存吗
　　光真的可以被储存，以前国外能储存1分钟，现在中国能光储存1个小时。
　　线是目前已知宇宙中传播速度最快的，在空气和真空中，光速接近每秒30万千米；但在通过某些透明介质时，比如水或者玻璃，由于折射的关系，光速会稍微减慢，当然，这种减速极其有限，这一过程根本不可能被人们感知。
　　不过，科学家希望通过类似的效应来拦截、捕获并重新释放光，这是研制量子中继器的重要步骤，也是未来打造强大的量子计算机以及构建长距离量子通信的基础。事实上，在过去的研究中，光的传播速度不仅能够被极大地降低，甚至还可以让光停下，而停留的时间也从最初的转瞬即逝，逐渐延长到以秒来衡量。而最近，来自德国的科学家更是创下纪录：他们利用一种特殊晶体作为介质，将光“拘留”在内，时间持续了整整一分钟。
　　2。1、从几千分之一秒到分钟的跨越
　　据《激光世界》网站近日报道，早在1999年，哈佛大学的研究人员就已经使光速减慢到每秒17米。他们利用磁场让一小团冷却至玻色爱因斯坦凝聚态的原子云悬浮在真空腔内，然后让一束光通过原子云，便观测到了光速大大降低的现象。
　　此后，该团队不断调整自己的系统，在2001年的实验中，他们将一束光储存在另一束激光“传送带”上，成功做到了让光“止步不前”，并且没有摧毁光子或者扰乱它们的量子态。与此同时，另一个来自哈佛史密森天体物理中心的团队借助超冷钠原子来存储并释放光能，也达到了同样的目的。不过，这两项实验都只让光的脚步停顿了几千分之一秒。而只有让这一时长达到秒级以上，才可能找到一种方法将光能相干存储在一个稳定的介质中，就像将电能存储在电容器或电池中一样。
　　今年年初，美国佐治亚理工学院的研究小组获得新的突破，他们让一束光停留了16秒的时间。但研究人员同时承认，要想构建洲际量子信息网络，存储光的时长至少需以分钟计而非秒计。
　　到了7月，“分钟屏障”被德国达姆施塔特大学的研究人员打破。他们用一种更为稳定的介质来取代由电磁场保持的超冷原子云，这种介质是一种不透明的晶体，但激光照射可暂时将其变得透明，而光就在这种晶体中静止了60秒。
　　“一分钟非常非常长。这的确是一个重要的里程碑。”《新科学家》杂志援引英国圣安德鲁斯大学微光子学专家托马斯克劳斯的话说。
　　2。2、光是被这样“封冻”起来的
　　德国研究人员选择的是低温下掺有镨的硅酸钇不透明晶体，其拥有一种特性电磁诱导透明效应，有此效应的介质不会吸收某特定频率的光，也就是说，该介质在这一频率的光下是透明的。
　　他们将一束控制激光射向晶体，触发晶体内部量子级别的反应，使晶体变得透明。随后，他们用第二束光（可用于存储数据图像，实验中存储的是一幅由3条横线构成的简单图片）照射透明的晶体，接着关闭控制激光束，让晶体变回不透明状。这不仅使第二束光被捕获在晶体中，而且由于晶体不透明，第二束光无法发生折射，也就是说，这束光线的传播停止了。
　　由于无路可走，被俘光子的能量被晶体中的其他原子吸收，而光子携带的图片信息也转化成了原子自旋激发。接下来，研究人员重新开启控制激光束，将被捕获在晶体中的光线重新释放出来，原子自旋激发（即图片信息）也就重新释放给光子。这些原子自旋激发可以保持相干性（数据完整性）的时间为一分钟左右，之后释放出的光脉冲（或存储在上面的图片）就失真了。
　　2。3、光存储由此成为可能
　　从本质上说，这项成果使光存储成为可能，即光线有望作为存储和恢复数据的介质。量子计算机可以利用单个原子的量子态来存储数据，但原子的量子相干性很容易受到背景噪音的干扰，而用光子的量子态，也就是用一束光的电磁场来存储数据，会使通过光纤网络传输量子编码的数据更加容易，从而为远程量子通信网络的建立提供保障。更让人期待的是，这项研究或许也可以给探索如何让光加速提供思路。
　　德国研究团队表示，此次所用晶体材料的潜力已经发挥到了极限，如果改用其他材料，比如掺有铕的硅酸钇，再加上特定的磁场，数据存储的时间将有可能延长得更久。但要将这项技术运用到现实世界中的计算机上，还需找到一种在室温下低噪音储存和传输光的方法。
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