“膜上存光”怎么完成（唠“科”）

光，膜上存光是完成唠科世界中最快捷的“信使”。它以每秒约30万公里的膜上存光速度穿越星际，难以款留。完成唠科

现在却不相同了，膜上存光经过固体量子芯片，完成唠科咱们能够“留住光”——存储和转发光子带来的膜上存光量子信息，为未来量子互联网（如量子云核算、完成唠科分布式传感）等供给要害硬件支撑。膜上存光

已然光子转瞬即逝，完成唠科咱们为什么不能将其转化为更易“留下”的膜上存光载体？在传统存储技能中，光信号一般要转化为电信号或磁信号，完成唠科以便于硬盘存储。膜上存光但转化进程中，完成唠科原始光信号在介质吸收和能量转化中会被彻底消解，膜上存光犹如大雁飞过，只闻其声、难见其形。

幻想光子是一只心爱的小猫，这只猫能够一起处于“睡着”和“醒着”的状况（量子叠加态）。假如你试图用相机拍下这只猫的状况，一旦按下快门，猫就会马上变成“睡着”或“醒着”中的一个状况（量子态坍缩）。经典存储介质就像那台相机，一旦丈量就会损坏量子态的叠加特性。

不只要“听懂”光的呢喃，还要能“看见”光的形状，一起不损坏光子的量子叠加态，怎么做到？

这就需求“光声转化之法”——我国科学家出了奇招，将光的频率、相位等信息编码为声波的振荡。声波的速度比光慢得多，仅为光速的百万分之一，相当于让高速飞翔的光子有了“减速带”。转化的要点在于经过光子不断地碰击机械薄膜完成信息的转录，这一进程保留了光子既“睡着”又“醒着”的状况。

为了尽可能地“留住光”，薄膜资料的挑选非常要害。

传统声学薄膜资料有金属铝膜、半导体氮化硅、无定形硅等，但由于资料的内部原子摆放无序，振荡进程中简单产生冲突，使得声学能量敏捷耗散，存储时长一般以秒核算。科学家发现，单晶碳化硅薄膜的晶体结构高度规整，能够大大提高机械振子的振荡寿数。

一般的薄膜资料，就像一个个鼓，每个光子“鼓槌”击打时，传出的声响是成对的，且一模相同。这便是光子在机械振荡中的简并态，贮存的信息无法区别。但单晶碳化硅薄膜，是一个有些特殊的“鼓面”，光子“鼓槌”落到薄膜上，振荡频率会产生奇妙的割裂，构成能够区别的不同状况，这便是光子在机械振荡中的破缺态。这样，就避免了振荡频率彻底相同的信息搅扰，光信息存储的内容愈加精准。

科学家还发现，在零下273.14摄氏度邻近的极低温环境下，薄膜的原子热运动几近冻住，声子寿数得以大幅延伸，从而添加光子信息存储时长。近来，北京量子信息科学研究院的科研团队就将飞翔光子驻留的时刻推至4035秒，发明了光子信息存储时长新的世界纪录。信息存储时刻越长，需求用的时分，提取的自由度也越大。在使用层面，长时刻的存储光信息的才能以及相关技能将有助于量子核算编码、高频引力波勘探、暗物质搜索等。

回望科技史，每一次存储介质的改造，都为人类文明带来了巨大变化。现在，咱们已站在存储介质革新的前沿，有望“看见”光从瞬逝到长存。

（作者为北京量子信息科学研究院副研究员，本报记者王昊男采访收拾）。

《 人民日报 》（ 2025年04月19日 06 版）。

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