國(guó)家科學(xué)研究中心、斯特拉斯堡大學(xué)、卡爾斯魯厄理工學(xué)院和 Chimie ParisTech-PSL 的新研究證明了一種基于稀土的新材料作為光子量子系統(tǒng)的潛力。

在《自然》雜志上發(fā)表的一篇論文中，這一發(fā)現(xiàn)背后的團(tuán)隊(duì)解釋說(shuō)，雖然量子技術(shù)有望在未來(lái)發(fā)生一場(chǎng)革命，但它們的執(zhí)行仍然很復(fù)雜。

例如，他們提出了一個(gè)問(wèn)題，即如何與光相互作用以通過(guò)光纖為信息和通信創(chuàng)建處理功能的量子系統(tǒng)仍然很少見(jiàn)。

科學(xué)家們說(shuō)：“理想情況下，此類(lèi)平臺(tái)必須包括與光的接口以及信息存儲(chǔ)單元，即存儲(chǔ)器。” “這些單元內(nèi)的信息處理也必須是可能的，這些單元采用自旋的形式。事實(shí)證明，開(kāi)發(fā)能夠在量子水平上將自旋和光聯(lián)系起來(lái)的材料尤其困難?！?/span>

盡管存在這些困難，他們還是成功地證明了銪分子晶體對(duì)于量子通信和處理器的價(jià)值，這是由于它們的超窄光學(xué)躍遷能夠?qū)崿F(xiàn)與光的最佳相互作用。

據(jù)研究人員稱(chēng)，這些晶體是量子技術(shù)中已經(jīng)使用的兩個(gè)系統(tǒng)的組合產(chǎn)物：銪等稀土離子和分子系統(tǒng)。

稀土晶體以其出色的光學(xué)和自旋特性而聞名，但它們?cè)诠庾悠骷械募墒菑?fù)雜的。分子系統(tǒng)通常缺乏自旋（存儲(chǔ)或計(jì)算單元），或者相反，存在太寬而無(wú)法在自旋和光之間建立可靠聯(lián)系的光學(xué)線(xiàn)。

在科學(xué)團(tuán)隊(duì)看來(lái)，銪分子晶體代表了一項(xiàng)重大進(jìn)步，因?yàn)樗鼈兙哂谐木€(xiàn)寬。這轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)壽命的量子態(tài)，用于證明光脈沖在這些分子晶體內(nèi)的存儲(chǔ)。

此外，他們還獲得了光控量子計(jì)算機(jī)的第一個(gè)構(gòu)件。這種用于量子技術(shù)的新材料提供了前所未有的特性，并為光將發(fā)揮核心作用的計(jì)算機(jī)和量子存儲(chǔ)器的新架構(gòu)鋪平了道路。