“量子U盘”要被中国科学家造出来了？这里是“留光”一小时的真相！| 科技袁人

　　导读

　　什么叫光存储？光子不是在以光速运动吗，怎么能存起来？难道能让光子不动吗？

　　视频链接：

　　抖音视频：

　　https://v.douyin.com/exhmjB5/

　　本视频发布于2021年5月30日，点赞量近1万

　　精彩呈现：

　　最近有一个很酷的新闻：我国科学家“留光”一小时！

　　酷酷的新闻原闻

　　怎么样，是不是想起了《流光飞舞》？

　　《流光飞舞》是陈淑桦演唱的歌曲，该曲是电影《青蛇》的国语版主题曲。小袁：awsl

　　仔细看看，这个新闻说的是科大郭光灿院士团队李传锋、周宗权研究组的成果：他们将光存储时间提升到1小时，大幅刷新8年前德国团队创造的1分钟的世界纪录，向实现量子U盘迈出重要一步。

　　大多数人到这里就该懵了：什么叫光存储？光子不是在以光速运动吗，怎么能存起来？难道能让光子不动吗？

　　一个有趣的回答来自论文的第一作者，他匿名在知乎上写了一个详细的介绍。（https://www.zhihu.com/question/456553305/answer/1856375797）

　　有趣的回答本答

　　为什么要匿名呢？他说是为了保护自己的知乎账号~

　　其实看一下科大新闻和论文链接（图四），就知道第一作者是博士研究生马钰同学。

　　中科大新闻

　　论文链接

　　对，就是全真七子的老大、王重阳的大徒弟丹阳子马钰，教郭靖内功的那位~

　　马钰同学（误）

　　马钰同学告诉大家，他们并不是把光子存起来，而是把光子的状态转化成一个相应的原子的状态，把原子存起来。以后任何时候你想读出数据，就再做一番操作，把这个原子的状态转化成相应的光子的状态。读出来的光子和存进去的光子严格地说不完全相同，但可以控制它们足够相似，这就达到了信息存储的目的。

　　大概原理如图所示

　　不过这个存储的时间并不能无限延长，因为原子必不可免地会和环境相互作用，导致丢失信息。通过采用种种技术手段，他们把保存时间延长到了1小时左右，远远超越了以前德国科学家创造的1分钟左右的纪录。具体地说，每过52.9 ± 1.2分钟，信号强度就会下降到原来的1/e，这里的e是自然对数的底。

　　小袁：应该很好懂吧，应该

　　你也许想问，那我每次读出光信号就用放大器把它放大，不就可以无限保存了？哎，这就是要点所在了。他们存的是一个未知的光子状态，包括了相位、振幅、频率、偏振等所有信息，而不是一个简单的0或1。量子力学中有一个量子态不可克隆定理，说的是未知的量子态不能复制，你一旦尝试复制就会破坏它。

　　这就是为什么光存储这么重要，而这么困难。现在你明白它跟光盘的区别了吧？光盘早已毫无难度，而量子信息的光存储仍然是科技前沿。

　　各种储存方式的关系

　　了解了这个重要性，你就可以明白新闻中提到的“量子U盘”这个潜在应用了。量子信息不能复制，又难以保存，所以怎么传输它呢？现在主流的传输办法叫做量子隐形传态，相当于科幻电影中的传送术，我有文章和视频介绍过。（让中央集体学习的量子科技究竟是啥？这个科普我已经做了五年（六）传送术与量子隐形传态 | 袁岚峰）

　　而量子U盘是另一种传输方法：把量子信息放在存储器里，然后通过经典的交通工具带过去，例如汽车、火车、飞机。

　　这种方法看似毫无技术含量，实际技术含量非常高，因为关键是要存的时间长。如果你只能存1分钟，还没上车就漏光了，那还传什么信息？如果你能存1小时，实用性就大增了，至少可以坐车传个几十公里。

　　最后，马钰同学告诉大家，他们只是在存储时间方面取得了突破，在效率和信噪比方面还需要继续努力。不骄不躁，实事求是，这正是科技工作者的风度。让我们为他们送上一首《流光飞舞》！