中国科学家破世界纪录!光量子存储突破4035秒,量子计算迎来新里程碑

4035秒世界纪录
突破性成果:从“转瞬即逝”到“留住光”
近日,中国科学家团队基于单晶碳化硅薄膜材料,成功研制出光声量子存储器,实现了4035秒(约67分钟)的信息存储时长,远超此前国际同类研究的最高纪录。这一成果由北京量子信息科学研究院主导,相关论文已发表于国际顶级期刊《自然-通讯》。
对比历史:从1秒到1小时的跨越
光存储的难点在于光子以每秒30万公里的高速运动,难以捕捉与固定。此前,科学家尝试用金属铝、氮化硅等材料存储光信号,但受限于材料内部损耗,存储时间不足1秒。而此次采用的单晶碳化硅薄膜,凭借其**高硬度、低损耗、结构规整的特性,将存储时长提升至4035秒,较2021年我国科学家实现的“1小时存储”纪录(约3600秒)再进一步,展现了材料科学的革命性突破。

光声量子实验
技术原理:光声转换的“量子密码”
研究团队创新性地将光信号转化为声波存储。光子撞击薄膜时,其振幅、频率等信息被转化为振动信号,通过单晶碳化硅薄膜的高稳定性声学模式实现长期保存。这一过程类似于“用薄膜捕捉光的指纹”,解决了光子易逝的难题。
材料优势:单晶碳化硅的“硬实力”
相较于传统材料,单晶碳化硅的高热导率、高应力特性显著降低了能量损耗,其机械振子Q因子(品质因子)与频率稳定性均达国际领先水平,为量子信息的低噪声存储与传输奠定了基础。此外,该材料在极低温环境下仍能保持性能稳定,可兼容超导量子计算机等低温量子系统。

光声量子实验
应用前景:量子计算的“存储革命”
当前量子芯片的短板在于“计算强、存储弱”,信息无法像传统硬盘一样长期保存。此次突破为量子计算提供了三大可能性:
1. 分布式量子网络:通过长寿命存储实现量子信息的远距离传输与中继,构建全球量子通信网。
2. 量子计算机实用化:为超导、拓扑量子芯片配备“量子硬盘”,提升复杂任务处理能力。
3. 高精度传感器:利用稳定的声学模式开发新型探测设备,应用于医疗、国防等领域。
研究团队下一步计划提升存储密度与多器件兼容性,目标打造“微波-光”量子接口,推动量子技术从实验室走向产业化。

世界记录10319秒
量子时代,你准备好了吗?
从4035秒的存储突破到未来量子网络的蓝图,中国科技正引领新一轮信息革命。
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