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Faculty版 - 中国科学家将光束封印1小时再“释放” 分三步走

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中国科学家「留光」1小时创世界纪录拓量子通讯实验曝光中国科学界在量子技术的研
究上，再取得突破。新华社报道，中国科学技术大学教授郭光灿及其研究团队，成功将
光束「封印（储存）」在特殊晶体内，为时长达1小时，之后再将其「释放」和读取，
这创出世界纪录，并对开拓量子通讯技术有重要的意义。
科学家把「光」储存的上一个纪录，由德国团队创出，他们曾把光束封存1分钟；而郭
光灿的团队现在不仅破了世界纪录，还翻了60倍。据解说，储存光束的主要目标是要实
现光的量子「USB手指」，不必再建立量子中继，可以脱离光纤网路，进一步发展量子
通讯。而要实现把「光」留住和储存，必须经过三个关：第一步：把光减慢，例如哈佛
大学在1997年就曾经利用一种接近绝对零度的超流性气态原子云，将光的速度降低到17
米/秒。第二步：把光储存，正如前説，德国团队曾採用了一种方法，把光存储在一种
名叫掺镨硅酸钇晶体的物质中，让它保存了1分钟。而这纪录现在已被中国打破。第三
步：就是读取光信号，即把储存的光释放出现，并尽量减少「失真走样」。
至于中国科技大学的郭光灿团队如何创出「留光」1小时的纪录？团队成员之一的教授
李传峰指出，确切而言上述实验是将长600米的光脉衝停下来，储存到一个5毫米厚的晶
体中，一个小时后再取出。副教授周宗权解释，光的速度是每秒30万公里，想要令光速
变慢，就需要人工调控折射率。今次的实验成功光的传输速度下调几十万倍，由于光速
变慢，600米长的光脉衝等效的空间长度也被压窄，故可以放进晶体内。「留光」有三
个步骤没违相对论不过，周宗权就表示，实验并没有违背相对论，实验中改变的光速
，只是光在介质中的传输速度。根据相对论的预言，如果真想时间倒流，需要运动的速
度比光速更快，「而且我们的工作也不可能使得时光倒流」。周宗权又阐述储存光束的
意义，主要目标是实现光的量子储存器（俗称量子USB手指），不必再去建立量子中继
，可以脱离光纤网路，把单个光子的量子态放到储存器，以实现量子通讯等技术。周宗
权称，量子通讯相比于经典通讯，主要的优势在于安全性，更大的价值可能对于政府和
军事的运用，它的讯息保密的安全要求更高。民用上亦可以例如将两部望远镜捕捉到的
光储存在一起处理，可以突破单个望远镜的局限，大幅提升天文观测的精度。

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