中國(guó)科學(xué)家把光留住4035秒破世界紀(jì)錄刷新信息存儲(chǔ)極限

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2025-03-01 09:02:58 新華社客戶端

我國(guó)科學(xué)家在光聲量子存儲(chǔ)器研究方面取得了重要進(jìn)展，基于高硬度的單晶碳化硅薄膜，成功研制出一種能夠存儲(chǔ)信息長(zhǎng)達(dá)4035秒的光聲量子存儲(chǔ)器，刷新了世界紀(jì)錄。這一研究成果已發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然-通訊》。

光子一直運(yùn)動(dòng)不停，難以捕捉和存儲(chǔ)，因此尋找合適的介質(zhì)將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為聲音信號(hào)成為關(guān)鍵。北京量子信息科學(xué)研究院副研究員劉玉龍表示，聲音信號(hào)比光信號(hào)慢得多，更容易存儲(chǔ)。通過(guò)讓光子撞擊薄膜，光的波幅、頻率等信息可以轉(zhuǎn)化為聲音信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)光的存儲(chǔ)。

過(guò)去，科學(xué)家曾嘗試使用金屬鋁、氮化硅等材料作為存儲(chǔ)介質(zhì)，但由于這些材料內(nèi)部損耗較大，薄膜振動(dòng)時(shí)長(zhǎng)很短，信息存儲(chǔ)時(shí)間一般不超過(guò)1秒。這次，研究人員選擇了內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加規(guī)整的單晶碳化硅薄膜，這種材料具有更好的頻率穩(wěn)定性和更低的內(nèi)部損耗，能夠顯著延長(zhǎng)信息存儲(chǔ)時(shí)間。

經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，研究團(tuán)隊(duì)最終確定單晶碳化硅薄膜是理想的存儲(chǔ)介質(zhì)，并實(shí)現(xiàn)了4035秒的信息存儲(chǔ)。此外，實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)這種薄膜在極低溫條件下仍能保持優(yōu)異性能，為在需要極低溫條件的量子計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

目前全球所有量子芯片只有計(jì)算能力而沒(méi)有長(zhǎng)時(shí)間信息存儲(chǔ)能力，這意味著信息無(wú)法像傳統(tǒng)硬盤(pán)那樣被便捷地調(diào)用。因此，量子信息的長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)具有重要意義。未來(lái)，研究團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)提升器件的存儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)、信息密度以及與其他量子器件的兼容性，為量子計(jì)算提供高性能物理平臺(tái)，支持量子信息網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。

(責(zé)任編輯：于浩淙 zx0176)

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