Nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi Học viện Khoa học Thông tin Lượng tử Bắc Kinh (BAQIS) lập kỷ lục thế giới khi lưu trữ thông tin ánh sáng trong 4.035 giây, xinhua hôm 5/3 đưa tin. Nghiên cứu mới công bố trên tạp chí quốc tế Nature Communication.

中国科学家在光存储领域创下了新纪录，成功将光信息存储了4035秒。这项研究由北京量子信息科学研究院（BAQIS）的团队主导，并于3月5日由新华社报道。相关研究成果发表在国际期刊《自然·通讯》上。

"Lưu trữ ánh sáng luôn là một thách thức trên toàn cầu", chuyên gia Liu Yulong tại BAQIS, tác giả chính của nghiên cứu mới, cho biết. Liu giải thích rằng các photon - hạt ánh sáng - di chuyển với tốc độ cực cao nên gần như không thể bắt giữ và lưu trữ trực tiếp.

“光存储一直是全球范围内的一个挑战，”BAQIS的专家、该研究的主要作者刘玉龙表示。他解释说，光子（光的粒子）以极高的速度运动，几乎无法直接捕捉和存储。

Để vượt qua thách thức này, nhóm nhà khoa học chuyển sang tín hiệu âm thanh, chậm hơn và dễ lưu trữ hơn nhiều. Điểm mấu chốt là tìm ra một môi trường có thể chuyển đổi tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu âm thanh, nhờ đó "bẫy" ánh sáng một cách hiệu quả.

为了克服这一挑战，科学家们转而使用声信号，因为声信号速度较慢，更容易存储。关键在于找到一种能够将光信号转换为声信号的环境，从而有效地“捕获”光。

"Hãy hình dung photon như những quả bóng nhỏ di chuyển với tốc độ cao. Khi chúng va chạm với một lớp màng mỏng thì biên độ, tần số và những thông tin khác của ánh sáng được chuyển đổi thành tín hiệu âm thanh. Bằng cách lưu trữ các tín hiệu âm thanh này trong lớp màng, chúng tôi có thể lưu trữ ánh sáng", Li Tiefu, nhà nghiên cứu tại BAQIS, cho biết.

“可以想象光子像高速运动的小球。当它们撞击一层薄膜时，光的振幅、频率等信息被转换为声信号。通过将这些声信号存储在薄膜中，我们就可以存储光，”BAQIS的研究员李铁夫解释道。

Những nỗ lực lưu trữ ánh sáng trước đây sử dụng một số vật liệu như nhôm kim loại và màng silicon nitride. Tuy nhiên, do tổn thất nội tại của vật liệu, các màng này chỉ có thể duy trì sự rung động trong thời gian rất ngắn, giới hạn việc lưu trữ thông tin ánh sáng ở mức chưa đầy 1 giây. Thách thức này thôi thúc nhóm BAQIS tìm kiếm những vật liệu mới với tính chất vượt trội hơn.

以往的光存储尝试使用了一些材料，如铝金属和氮化硅薄膜。然而，由于材料的内在损耗，这些薄膜只能维持极短的振动时间，限制了光信息的存储时间不到1秒。这一挑战促使BAQIS团队寻找性能更优越的新材料。
原创翻译：龙腾网 https://www.ltaaa.cn 转载请注明出处


Sau khi thử nghiệm nhiều vật liệu như kim cương hay gallium nitride, nhóm nghiên cứu chuyển sang màng silicon carbide đơn tinh thể. Vật liệu này có cấu trúc bên trong rất cân đối, mang lại sự ổn định tần số cao và tổn thất nội tại tối thiểu. Những tính chất này cho phép nhóm nghiên cứu đạt được thời gian lưu trữ kỷ lục 4.035 giây, vượt xa các nỗ lực trước đó.

在尝试了多种材料如金刚石和氮化镓后，研究团队转向了单晶碳化硅薄膜。这种材料内部结构非常均匀，具有高频率稳定性和极低的内在损耗。这些特性使得研究团队实现了4035秒的存储时间，远超之前的尝试。

Một ưu điểm đáng chú ý của màng silicon carbide đơn tinh thể là khả năng duy trì hiệu suất tốt ngay cả ở nhiệt độ cực thấp. Điều này mang lại tiềm năng ứng dụng trong máy tính lượng tử, vốn thường hoạt động ở điều kiện lạnh sâu.

单晶碳化硅薄膜的一个显著优点是即使在极低温度下也能保持良好的性能。这为在量子计算机中的应用提供了潜力，因为量子计算机通常在极低温环境下运行。

Trong tương lai, nhóm nghiên cứu đặt mục tiêu tăng thêm thời gian lưu trữ của thiết bị, tăng mật độ thông tin và nâng cao khả năng tương thích với các công nghệ lượng tử khác. Những tiến bộ này sẽ cung cấp một nền tảng vật lý hiệu suất cao cho máy tính lượng tử và đặt nền móng vững chắc cho mạng thông tin lượng tử phát triển.

未来，研究团队的目标是进一步延长设备的存储时间，增加信息密度，并提高与其他量子技术的兼容性。这些进展将为高性能量子计算机提供物理基础，并为量子信息网络的发展奠定坚实基础。