很难想象没有互联网或移动电话网络等网络，我们的生活。未来，类似的网络计划用于量子技术，这些技术将能够使用量子密码学实现消息的防窃听传输，并使量子计算机相互连接成为可能。
与传统的量子网络一样，这种量子网络需要内存元件，其中信息可以根据需要临时存储和路由。由Philipp Treutlein教授领导的巴塞尔大学研究小组现在已经开发出这种记忆元件，它可以微加工，因此适合大规模生产。他们的研究结果最近发布在科学期刊《物理评论快报》上。
光粒子特别适合传输量子信息。光子可用于通过光缆向卫星或量子存储元件发送量子信息。在那里，光子的量子力学状态必须尽可能精确地存储，并在一定时间后转换回光子。
两年前，巴塞尔的研究人员证明，使用玻璃电池中的铷原子可以很好地工作。
“然而，这个玻璃电池是手工制作的，有几厘米大小，”博士后Roberto Mottola博士说：“为了适合日常使用，这种电池需要更小，并且适合大量生产。
这正是Treutlein和他的合作者现在所取得的成就。为了使用一个体积小得多、只有几毫米的电池，这是他们从原子钟的大规模生产中获得的，他们需要开发一些技巧。尽管电池尺寸很小，但为了拥有足够数量的铷原子用于量子存储，他们必须将电池加热到 100 摄氏度以增加蒸气压。
此外，他们将原子暴露在1特斯拉的磁场中，比地球磁场强一万倍以上。这改变了原子能级，从而促进了使用额外激光束对光子的量子存储。这种方法允许研究人员将光子存储约100纳秒。在那段时间里，自由光子将传播 30 米。
“通过这种方式，我们首次为光子构建了一个微型量子存储器，可以在单个晶圆上并行生产大约 1000 个拷贝”，Treutlein 说。在目前的实验中，使用强衰减激光脉冲证明了存储，但在不久的将来，Treutlein与纳沙泰尔的CSEM合作，也希望在微型电池中存储单个光子。此外，玻璃电池的格式仍然需要优化，例如在保持其量子态的同时尽可能长时间地存储光子。
