光存储是一种利用激光与介质的相互作用,使介质发生物理或化学变化,将信息以二进制的形式存储下来的技术。光存储具有抗电磁干扰、存储容量大、寿命长等优点,广泛应用于光盘、光通信、量子信息等领域。
光存储的原理是:激光器发出一束激光,当激光遇到存储材料时会发生物理或者化学反应,也就是说材料的性质发生了一定的变化,性质发生变化的位置点我们视为二进制数中的 "1" ;而激光没有经过的地方,材料的特性保持不变,这些位置点我们视为二进制数中的 "0" 。
光存储的技术难点在于如何提高记录密度、存储效率、存取速度和存储寿命。目前,国内外正在研究多种新型的光存储技术,如多层蓝光存储技术、多波长多阶光存储技术、双光束超分辨率光存储技术、近场光存储技术、全息存储技术等。
其中,全息存储技术是一种高密度三维光存储技术,采用的是与传统二维存储完全不同的机理:激光器输出激光束经分光镜分为两束光,一束光经过空间调制器后携带物体的二维信息成为物光,另一束作为参考光束。两束光相遇发生干涉,使得数据信息以全息图的方式被记录在存储材料中,能够保存其完整的空间相位信息。
我国科学家把「光存储时间提升至一小时」这一成果是指在掺铕硅酸钇这种固态介质中实现了按需式(on-demand)读取和动力学解耦合(dynamical decoupling)操作,并将单个脉冲中包含的平均光子数降低到了0.6个左右,实现了量子态保真度高达99%以上的长时间量子记忆。这一成果对于量子通信和量子计算等领域具有重要意义。
中国与欧美国家在光存储方面的科研成果有一定的差距,但也有一些亮点和突破。根据搜索结果,我为你总结了以下几点:
- 在传统的光存储技术方面,如光盘、光通信等,中国与欧美国家基本持平,甚至有一些领先的优势。
- 在相干光存储技术方面,即能够保存光场相位信息的存储技术,中国与欧美国家还有较大的差距。这种技术主要应用于量子信息领域,对于实现量子通信和量子计算等具有重要意义。
- 在全息存储技术方面,即能够实现高密度三维光存储的技术,中国与欧美国家也存在一定的差距。这种技术可以大幅提高光存储的容量和速度,但也面临着诸多技术难题。
- 在固态光存储技术方面,即利用固体材料中的原子或离子作为存储介质的技术,中国取得了一项重大突破,将光存储时间提升至一小时,并实现了按需式读取和动力学解耦合操作。这一成果是由中国科学技术大学的研究团队在掺铕硅酸钇这种固态介质中实现的,创造了世界纪录,并在国际权威期刊《自然》上发表。
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