圖源：中國科技大學(xué)官網(wǎng)

據(jù)悉，該研究團(tuán)隊(duì)基于量子門隱形傳送協(xié)議建立了兩個量子節(jié)點(diǎn)之間的非局域量子門，兩個量子節(jié)點(diǎn)之間的直線距離為7km，分別位于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)東校區(qū)和合肥市大蜀山東側(cè)。研究團(tuán)隊(duì)首先在兩節(jié)點(diǎn)間使用通信波段光子和專線光纜進(jìn)行了量子糾纏態(tài)的遠(yuǎn)程分發(fā)。隨后兩節(jié)點(diǎn)分別執(zhí)行本地的兩比特量子門操作。中國科大節(jié)點(diǎn)采用摻銪硅酸釔晶體實(shí)現(xiàn)糾纏光子的存儲，直到接收到大蜀山節(jié)點(diǎn)的測量結(jié)果，并根據(jù)這一結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)的單比特門操作。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，固態(tài)量子存儲器的糾纏存儲時間達(dá)到80.3μs，相比前人工作提升近2倍，并且糾纏存儲的時間模式數(shù)達(dá)1097個，使得非局域量子門的生成速率獲得了線性的提升?；诜蔷钟蛄孔娱T，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步操控，實(shí)現(xiàn)了量子算法的遠(yuǎn)程分布式執(zhí)行。

量子存儲技術(shù)是量子信息科學(xué)的一個重要分支，其市場化前景非常廣闊，尤其是在量子通信、量子計算和量子測量等領(lǐng)域。

這項(xiàng)技術(shù)利用量子力學(xué)的原理來存儲信息，設(shè)法將量子信息（如量子態(tài)）存儲在某種物理系統(tǒng)中一段時間，以便后續(xù)使用。其特點(diǎn)是突破現(xiàn)有光纖通信的限制，高效、長距離地傳輸、存儲和處理量子信息，并保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性、安全性，為開發(fā)大規(guī)模量子計算機(jī)等應(yīng)用提供至關(guān)重要的支持。

量子計算和量子通信技術(shù)的快速發(fā)展，對量子信息的有效存儲需求日益增加。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲方式無法滿足量子信息的特殊性質(zhì)。

量子信息具有疊加性和糾纏性，這些特性使得量子信息不能直接復(fù)制或轉(zhuǎn)換成經(jīng)典信息進(jìn)行存儲。因此，發(fā)展能夠高效、穩(wěn)定地存儲量子信息的技術(shù)成為了研究的重點(diǎn)。

量子存儲介質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)長達(dá)秒級的存儲時間，這對于需要長時間保持量子狀態(tài)的應(yīng)用非常有價值。由于其可意實(shí)現(xiàn)高保真度的量子信息存儲，這對于保持量子信息的完整性至關(guān)重要。時間域和頻率域的多模存儲能力，更是提供了更多的靈活性。

量子存儲介質(zhì)的研發(fā)涉及多種物理系統(tǒng)，目前主要的量子存儲介質(zhì)包括固態(tài)存儲器、原子氣體存儲器和光路存儲器等：

固態(tài)存儲器，主要基于金剛石和稀土離子摻雜的固態(tài)晶體。例如，基于金剛石氮空位(NV)色心的核自旋相干時間已經(jīng)達(dá)到秒量級。這類材料可以在室溫下工作，且具有較長的相干時間，是目前研究較多的一種量子存儲介質(zhì)。

原子氣體存儲器，通過激光冷卻技術(shù)將原子冷卻到接近絕對零度，利用原子內(nèi)部能級作為存儲單元。這種方法可以實(shí)現(xiàn)較長的存儲時間，但需要復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)裝置。

稀土離子摻雜晶體，通過在晶體中摻入特定的稀土元素，利用其電子能級來存儲量子信息。這種介質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)較高的存儲效率和較長的存儲時間。

光路存儲器，通過光子在光路中的傳播來實(shí)現(xiàn)存儲功能。

此外，某些超導(dǎo)電路的專門設(shè)計也可以用于量子信息的短期存儲。

由于技術(shù)復(fù)雜，量子存儲的實(shí)現(xiàn)成本偏高，加上對如溫度、磁場等環(huán)境因素敏感，其存儲時間受限，尤其是在室溫條件下。因此，各研究機(jī)構(gòu)面臨如下共同挑戰(zhàn)：提高量子存儲的效率和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)長時間特別是室溫條件下的量子信息存儲，降低量子存儲系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本，推動其實(shí)用化和商業(yè)化。

除了中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，國內(nèi)清華大學(xué)在基于固態(tài)缺陷中心的量子存儲技術(shù)上也有所突破，國盾量子在量子保密通信產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及技術(shù)服務(wù)方面也取得了顯著成果。美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)在超導(dǎo)量子比特的量子存儲方面有深入研究，谷歌、IBM等公司在量子計算和量子通信領(lǐng)域進(jìn)行的大量研究也取得了一系列突破性成果，歐洲量子技術(shù)旗艦計劃作為涵蓋了多個歐盟國家的研究機(jī)構(gòu)，在量子存儲材料和技術(shù)上有著廣泛的合作和探索。

盡管量子存儲技術(shù)仍處于早期發(fā)展階段，但隨著量子計算和量子通信技術(shù)的進(jìn)步以及成本的降低，量子存儲技術(shù)將在在未來幾年內(nèi)將逐漸成熟并實(shí)現(xiàn)快速增長，發(fā)揮越來越重要的作用，特別是在安全通信、數(shù)據(jù)加密等領(lǐng)域有望帶來革命性的變化。

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