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科學家最近發現了將量子位元(quantum-bits，qubits)由所糾纏的光子(photons)轉移到固態結晶記憶體元件的方法，讓寬頻量子網路的實現又前進了一小步。透過採用過冷晶體(super-cooledcrystal)，科學家證實了量子網路波導(quantum network waveguide)的糾纏態量子位元，能轉移到固態記憶體，而且此過程是可逆轉的。

以上是加拿大卡爾加里大學(University of Calgary)以及德國帕德柏恩大學(University of Paderborn)的合作研究成果；他們發現了光子-光子糾纏與光子還有固態原子激發(excitation of atoms)之間的可逆性轉移。以稀土元素(thulium)摻雜鈮酸鋰(lithium niobate)製成的波導，則用以做為該種光子迴波量子記憶體的通訊協定。

另一個來自瑞士日內瓦大學(University of Geneva)的研究團隊，也透過50公尺的光纖連結完成類似的實驗；證實了量子中繼器(quantum repeaters)可能將量子網路的超高安全性通訊，擴展到任何距離。

卡爾加里大學的研究團隊已經證實，他們所採用的鈮酸鋰波導(已經廣泛應用在光纖通訊領域)，能處理5MHz~5GHz的訊號，記憶體保留時間為7奈秒(nanosecond)；該團隊的寬頻量子記憶體利用現成的鈮酸鋰晶體，並需要超冷卻至攝氏零下270度。接下來，研究團隊打算製作一個及時讀寫通道，採用遠距傳輸(teleportation)來將量子位元移進/出固態記憶體。

「我們已經證實了光子與晶體的原子之間會產生糾纏；下一步我們將以第三個光子進行交互作用，將其狀態透過糾纏傳輸到固態記憶體中。」卡爾加里大學量子資訊科學研究所(the Institute for Quantum Information Science)教授Wolfgang Tittel表示：「這種傳輸步驟可望實現未來的超高安全性長距離通訊量子網路。」

除此之外，研究團隊也計劃延長記憶體保留時間，目標是由7奈秒拉長到1秒──這也是採用該種中繼器來製作更大型的量子網路的必要條件。

編譯： Judith Cheng

(參考原文： Solid-state quantum memory unveiled，by R. Colin Johnson)