2022-05-24 08:00:00

量子記憶體高效檢測法 成大研究登國際指標期刊《PRX Quantum》

2022-05-24 08:00:00 | Share this post:

量子記憶體(Quantum memory)檢測效能重要突破!國立成功大學前沿量子科技研究中心主任陳岳男與博士後研究員古煥宇,攜手歐亞跨國團隊發展新穎的「量子網路中記憶體之效能檢測」方法,提出判定合格量子記憶體的新方向,有助臺灣掌握量子元件發展關鍵。研究成果獲國際量子領域指標期刊《PRX Quantum》青睞。

 

因應量子技術領域蓬勃發展,全球最大物理學組織──美國物理學會(American Physical Society)創立新興科研期刊《PRX Quantum》。秉持卓越和創新精神,刊載於《PRX Quantum》的研究,必須對量子領域未來發展有重要進展。

 

陳岳男指出,「量子記憶體的效能決定了其於量子網路中保持量子資源的優劣,由於製備量子資源的珍貴性,如何利用少量資源決定量子記憶體的效能一直是個困難的課題。」團隊研究利用違反宏觀實在性(Macrorealism),簡化量子記憶體的檢測資源,將量子電腦中珍貴的糾纏資源(Entangled resource)屏除,並擴展其在量子網路中的應用。未來將可擴展宏觀現實在性的應用於量子網路中。

 

成大團隊的研究計畫發想與理論模型建構者,同時也是論文第一作者的古煥宇博士表示,「如同古典記憶體在網際網路扮演的角色,量子記憶體在實現量子網路中也扮演不可或缺的角色。記憶體在量子的世界當中需要哪些最基本條件是近年來才被提出,如何判斷量子記憶體的優劣,是我們這個研究工作中最主要的貢獻。」

量子記憶體高效檢測法 成大研究登國際指標期刊《PRX Quantum》

 

運用量子糾纏態等特性能發展量子加密通訊技術,量子網路資訊傳輸可避免被竊聽,未來可應用在國防、金融、醫療等高機密情資領域。量子記憶體是實現量子網路(Quantum network)的重要元件,現有的檢測方法能判定量子記憶體為有效或無效。成大跨國研究團隊創新結合量子力學基礎問題,提出不用額外花費時間的高效方式,既可以節省珍貴量子資源又可以知道量子記憶體的效能有多好。研究成果「Quantifying quantumness of channels without entanglement」5 月 19 日獲《PRX Quantum》刊登。

 

該研究與奧地利量子光學及量子資訊中心研究所(IQOQI)、日本理化學研究院(RIKEN)、及名古屋大學(Nagoya University)所組成的跨國團隊一起完成理論模型建構,並由來自波蘭、捷克的量子光學實驗團隊驗證。

 

前後歷時 4 年,從理論發想、尋找志同道合的數學大師一起反覆驗證公式,再到尋找跨國團隊進入實驗階段,古煥宇認為做研究是個有趣的過程,提到「魔鬼通常藏在細節裡」,強調大量的文獻閱讀要注重細節,不能囫圇吞棗。也感謝成大前沿量子科技研究中心建置優質研究環境,各個研究成員之間情感融洽,「很多研究啟發就是在走廊間或是咖啡室裡聊出來的」。

 

成大前沿量子科技研究中心主任陳岳男(右)與博士後研究員古煥宇(左)攜手歐亞跨國團隊提出判定合格量子記憶體的新方向,有助臺灣掌握量子元件發展關鍵

 

古煥宇畢業於國立成功大學物理系,目前為成功大學前沿量子科技研究中心的博士後研究員。曾於日本理化學研究院擔任訪問學者,未來將赴奧地利科學院研究量子糾纏。曾獲得臺灣綜合大學系統年輕學者創新研發成果、國家理論科學中心年輕理論學者獎、及財團法人菁英獎學金,其研究工作主要關注於量子關聯性,糾纏理論,量子資源理論,以及時間量子關聯性等。

 

回憶與跨國團隊合作做研究以及投稿國外期刊的過程,古煥宇說整合各方的意見最辛苦,需要耐心去理解,遇到不懂的地方就去問,多問就能知道很多事情。「有時候文字表面意思還有另一層背後含意,遇到這種狀況,短的句子不完全懂,我就用更長的句子去說清楚」。細心、耐心與努力不懈,古煥宇充分展現鍥而不捨的研究者精神。

 

陳岳男為國立成功大學物理系特聘教授,專長領域為開放量子系統、量子傳輸、量子生物及量子操縱性等,量子資訊理論學術研究貢獻相當卓著,曾獲科技部傑出研究獎、中技社傑出物理學術獎、吳大猷先生紀念獎、李國鼎研究獎等。

 

前沿量子科技研究中心為國立成功大學之校級研究中心,聚焦量子元件、量子材料及量子理論研發,目標促進臺灣上述領域之連結與發展,也致力於國際團隊間的交流與合作,持續拓展量子科技領域的研究。

 

資料來源:成功大學新聞中心

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