http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2018-04-2
清华团队首次实现25个量子接口之间量子纠缠
光明日报北京4月27日电 记者邓晖从清华大学获悉，该校段路明研究组在量子信息领域取得重要进展，首次实现了25个量子接口之间的量子纠缠。相比于先前加州理工学院研究组保持的4个量子接口之间纠缠的世界纪录，纠缠的量子接口数目提高了约6倍。
此项研究成果证明了多个量子接口间的纠缠具备实现的基础，将对量子信息领域产生重要影响，被审稿人评价为“构建第一个量子网络过程中的一个重要的里程碑”。该成果已经在国际知名学术期刊《科学·进展》上发表。
“传统计算机、手机和其他设备需要通过一个个接口来进行连接，比如我们熟悉的USB接口或者手机天线等。量子网络也同样需要接口，实现量子接口之间的纠缠是构建未来量子互联网的一个基本要求。”段路明介绍，量子接口用于实现量子信息在光子和存储粒子（通常为原子）之间的相干转化，是连接量子存储器或量子计算单元与光量子通信通道间的重要界面，实现量子接口之间的纠缠是构建量子网络和未来量子互联网的一个基本要求。在量子信息科学中，光子拥有最快的传输速度，是传播量子信息的最佳载体，而原子拥有很长的量子相干时间，被广泛用于量子信息的存储。量子接口将光子和存储原子连接起来，实现量子信息在不同载体间的高效相互转换。
与此前加州理工学院采用的方法相比，段路明团队研发了新颖的二维量子接口阵列，可以方便地实现多个量子接口间的纠缠。研究人员通过光束复分技术，独立寻址并相干调控5×5的量子接口阵列，制备了多体量子纠缠态。在25个量子接口之间，实验利用纠缠判据以高置信度证明至少存在22体以上的真实纠缠，刷新了量子接口纠缠数量的世界纪录。
该论文第一作者为清华大学交叉信息研究院博士研究生濮云飞，通讯作者为段路明，其他作者包括清华交叉信息研究院博士研究生蒋楠、常炜、李畅，张胜以及美国密西根大学博士研究生吴宇恺。
[中科网-光明日报]
下一代存储芯片比现在快1000倍 预计明年研发成功
缪向水（左二）与学生们交流 记者康鹏 摄
4月26日晚10时，夜色渐深，武昌喻家湖东路，武汉光电国家研究中心的一间实验室里仍然灯火通明，100多人的研发团队正挑灯夜战，全力研发“下一代存储芯片”。墙上，贴满了团队在国际知名期刊上发表的论文，以及大批专利证书。
“我们正在攻关的是基于相变存储器的3D XPOINT存储器技术，预计明年能在实验室研发成功。到时候，芯片的读写速度会比现在快1000倍，可靠性提高1000倍，一旦产业化成功，将颠覆产业格局。目前，英特尔等产业巨头也在研究这一方向。”研发负责人、教育部“长江学者”特聘教授、华中科技大学光电学院副院长缪向水介绍。
“芯片是信息社会的粮食，其中存储器芯片是应用最广泛的，市场最大的芯片，所有的电子产品，包括手机、相机、电脑都离不开它。当前，我国每年进口额高达2600亿美元，其中四分之一是存储器，95%的存储器芯片依靠进口。”缪向水说。
53岁的缪向水研究信息存储技术32年，曾在亚洲顶尖的新加坡国立大学任教10年，2007年回国后开始自主研发存储器芯片，同时兼任武汉新芯首席科学家。
自主研发的道路并不平坦，缪向水介绍，芯片是一个高度复杂的科技产品，5毫米见方的硅片上，电路只有头发的几百分之一粗细，肉眼无法看到，每个存储器加工过程有66步工艺，一步都不能错，且芯片加工设备昂贵，流片出错的成本极高，一不小心损失可达上千万元。
多年来，缪向水带领科研团队不断攻关克难。25岁的博士生冯金龙进入研发团队已经3年，他和团队成员们整天都泡在实验室里，不是在查阅资料，就是穿着白大褂，在超净间的高倍显微镜下做实验。“我做的是芯片材料机理的研究，生活是单调了一点，但发现新东西让我很有成就感。”他说。
“芯片是国之重器，信息产业严重依赖芯片，产业命脉应该掌握在自己手上，重大核心技术必须靠自主研发，不能让别人卡着脖子。”缪向水表示，目前，我国的芯片产业离国外还有不少差距，但我们不能自暴自弃，也不能急于求成，要静下心来，坐冷板凳，坚持自力更生，产学研协同，共同攻关，未来我们一定能圆“芯片梦”。
4月上旬，长江存储武汉基地芯片生产机台正式进场安装，这标志着国家存储器基地从厂房建设阶段进入量产准备阶段，中国首批拥有完全自主知识产权的32层 3D NAND闪存芯片将于年内量产。（记者康鹏 通讯员王潇潇 高翔）
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