把光存1小时?这不是科幻,我国已刷新世界纪录

随着科技不断发展,人类对半导体的研究已经不再是简单的二极管,当前硅基芯片已经突破5nm制程,更精细的3nm、1nm还在研究中,而芯片也将达到硅材料的物理极限,科学家一直在寻找其他的信息存储方式。近期,我国科学家成功打破了世界纪录,将光存储了1小时,这对我国量子通讯及量子储存具有重要意义。

把光存1小时?这不是科幻,我国已刷新世界纪录

什么是量子芯片?

那么什么是量子?什么又是量子芯片呢?量子一词源于“有多少”这一词的拉丁语,是现代物理的重要概念。简单来说,量子化就是辐射、角动量等物理量不能被无限细分,呈现不连续的状态,而量子就是代指这些不可分割的个体,可以理解为“一份一份”这样一个单位概念。

光量子其实就是光子的简称,是电磁辐射的载体,也就是电磁波。而我们平常所说的光,也是一种电磁波。众所周知,电流的传输可以理解成一个个电子的发射与捕获,其实电磁波也是类似的,一份一份的光子传输。

所谓量子芯片,就是将传统硅基芯片与特定材料复合,采用光子而非电子来储存并传输信号。单可见光一种电磁波的传播速度,也就是光速达到30万公里/秒,比电子传播速度块得多得多,而且光量子芯片信号传输还更稳定。

把光存1小时?这不是科幻,我国已刷新世界纪录

光量子将是我国未来研究热点

就目前而言,国产光刻机虽然已经突破28nm,但与最先进的3nm,甚至是1nm相比,还有很长一段路要走。此外,1nm制程芯片已经是达到硅材料的物理极限,摩尔定律将不适用于更精细的硅基芯片。

而当前网络已经发展到了5G,在网络速度更快、基站信号覆盖范围更广的同时,是性能越来越好的信号传输方式。光是当下信息传输主要载体,光纤信号传输又快又稳,这也大大支撑了我国网络进步。因此,光量子将是未来芯片领域的研究热点,而量子芯片则将成为跨时代产物。

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我国已实现光储存1小时

但也就是因为光速太快,人类无法对其加以处理,要想存储更多的信息,首先要将光的传播速度降下来。这项工作已经有很多国家做过,德国专家团队曾成功将光保存1分钟,奥地利专家也曾观测到在特定材料中,光或许可以停留高达6小时。

而中国打破了德国的这项世界纪录,据消息郭光灿院士团队成功将光“装”在一个特制的5mm小晶体管里,一小时后这些光也没有“消失”。据专家表示,要想降低光速,窍门就是人工调控折射率。等到光慢下来之后,晶体管内的原子就好似“网兜”,把光子牢牢锁住,让其只能小范围震荡,这样就达到储存的目的,而最终释放出来的光保真率高达96.4±2.5%。

这项研究成果将大大促进我国量子通讯的发展,可以有效提高我国政府和军事等机密文件的安全性。虽然在量子科学领域,我国已取得墨子号实验卫星、九章量子计算机、“京沪干线”量子保密通信干线等瞩目成就,但是我们还有很长一段路要走,未来我国一定能在科技领域交出更绚丽的成绩单!


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页面更新:2024-03-12

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