據(jù)德國馬普學(xué)會網(wǎng)站消息，馬普量子光學(xué)研究所（MPL）的專家團隊于近期首次成功在晶體中精確定位單個稀土離子，并準確測量了其量子力學(xué)的能量狀態(tài)。這一研究使得在離子中存儲量子信息成為可能，將對未來量子計算機的研發(fā)產(chǎn)生重大貢獻。
      世界范圍內(nèi)，很多學(xué)者都在研究構(gòu)建未來的量子計算機的模塊。其中，量子系統(tǒng)是關(guān)鍵要素，量子點或光吸收缺陷（色心）是目前許多研究者關(guān)注的焦點。但是，稀土離子發(fā)出的光非常小，很難被檢測到。借助精密激光和顯微鏡技術(shù)，專家們經(jīng)過六年多的深入研究，在硅酸釔晶體中把3價鐠離子（Pr3 ）精確定位在幾納米，并以前所未有的精度測量了其光學(xué)特性。
      科學(xué)家們用激光來激發(fā)晶體中的單離子，并觀察他們?nèi)绾卧谝欢螘r間之后以光線的形式再次放出能量。由于稀土離子受晶體的熱學(xué)和聲學(xué)振動影響不強烈，其部分能量狀態(tài)異常穩(wěn)定，需要一分多鐘才回到基態(tài)，這比大多數(shù)今天研究的量子系統(tǒng)時間長數(shù)百萬倍。量子信息存儲在一個原子或離子的不同能量狀態(tài)時，鐠離子可作為量子計算機的存儲器。
      將來研究人員用納米天線和微諧振器把鐠信號加強幾百或幾千倍，每秒響應(yīng)的單個離子小于100個光子，屆時離子的信號可以更容易地被看到。