科學家成功驗證「量子硬碟」概念 - 儲存設備

美國加州理工學院(California Institute of Technology，Caltech)已經證實，量子纏
結(quantum entanglement)能同步傳遞整個量子資訊區塊(block)，為將來的「量子硬碟
(quantum HD)」提供了概念驗證。

加州理工學院的研究團隊表示，他們所發明的元件可說是量子硬碟的「先驅」；這種量子
硬碟透過以纏結進行存取的光學記憶體，將挑戰傳統的儲存技術。研究團隊成功將4個量
子記憶體的狀態轉譯為光學訊號，然後再還原；研究人員表示，其原則可以擴展到未來量
子硬碟任何數量的存入/讀出平行傳輸。

「我們已經證實，與4個量子通道交談的4個量子記憶體，能藉由電磁透明
(electromagnetic transparency)被有條理地吸收，也就是將光線速度降低至0以進行儲
存。」加州理工大學博士候選人Kyung Soo Cho 表示。電磁誘發透明
(Electromagnetically-induced transparency)是一種有條理的光學非線性
(nonlinearity)，以一種透明介質呈現，能讓量子態光線編碼被停止在量子記憶體元件中
。

加州理工學院的纏結技術是利用雷射來將4個量子記憶體冷卻──每個量子記憶體是由100
萬顆銫(cesium)原子組成，彼此間以磁性隔離約1毫米(millimeter)；量子記憶體自旋中
的每個原子的磁自旋往上或是往下，會集體性描述代表一整個系集(ensemble)的自旋波
(spin-wave)。藉由以雷射光束編碼同步輻射量子記憶體，4個量子記憶體的自旋波會以同
樣的方式纏結。

以上被稱為「量測誘發纏結(measurement induced entanglement)」的技術，是加州理工
學院在5年前首創，但只能適用兩個系集；現在該校研究人員已經理論性證實，這種技術
能夠被擴充到任何數量的節點。

加州理工學院的研究團隊也將各個節點之間的纏結量子態之衰退(decay)特徵化，展示了
該種從複雜量子態衰退為經典記憶體數值(classical memory values)的系統衰退，是他
們所聲稱的、符合可預期、可重複的原則。

接下來，該團隊將研究適用量子磁性記憶體內纏結自旋波的纏結衰退動力學；他們也希望
能擴充量子計量學(metrology)的適用範圍，透過對一般來說較脆弱的量子記憶體狀態的
量測，讓量子態能被產生、儲存並傳輸。



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