量子存储突破可使数据密度提高 1000 倍

芝加哥大学的研究人员利用稀土元素和量子缺陷在基于量子的光存储方面取得了突破，可能实现比现有技术高 1000 倍的存储密度。

科学家们开发出了一种新的光学数据存储方法，利用量子力学和稀土元素，可以改变我们能塞入的内存量。芝加哥大学普利兹克分子工程学院和阿贡国家实验室的一个研究小组于 8 月 14 日在《物理评论研究》上发表了他们的研究成果。

他们使用嵌入稀土元素的氧化镁晶体，发射特定波长的光子。为了存储数据，这些光子会与量子缺陷(晶格中含有不成对电子的空点)发生相互作用。该系统使用波长复用技术，可以存储比常规光学存储(例如因光衍射而达到极限的 CD 和 DVD)更多的数据。

当量子缺陷吸收附近稀土发射源的能量时，它们会发生几乎不可逆的自旋状态变化，从而稳定长期存储的数据。它们发射的光子比当今光学存储技术使用的 500-1000 纳米波长小得多，因此我们可以实现比当前解决方案高出 1000 倍的存储密度。

但即使取得了这一重大进展，在将其推向市场之前仍面临一系列挑战。该团队需要确定这些激发态能持续多长时间以及如何检索数据。此外，该技术必须在室温下可靠地工作，因为许多量子系统需要接近绝对零度的超冷条件。

阿贡国家实验室的博士后研究员 Swarnabha Chattaraj 表示：“了解这种近场能量传输过程是迈出的重要一步。”这一突破最终可能带来超度光学存储设备，但在它准备就绪之前，还有大量的开发工作要做。

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