量子也有存储U盘？

存储器的功能就是把信息存储起来，直到需要用到的时候再读出。信息的存储是是人类文明传递的重要手段，也是现代信息技术的一个核心环节。伴随着人类历史的发展，信息存储的介质也在不断变化。

语言是人类最初的交流方式，大脑是信息存储的最早介质。它使得人类能够持续生存与进化。从语言到文字是人类文明进步的一个转折点，信息可以脱离人本身以文字等形式保存起来并传递下去。人们先后使用过石头雕刻、绳子打结、书本、磁盘、光盘等各种形式的存储器。

▲电脑硬盘（图片来源于网络）

现代数字信息处理是基于二进制计算机的，所以经典的存储器都是存储比特的，也就是存储两种经典状态之一：0或者1。大量比特的组合构成我们所需要的信息。经典存储器随处可见，包括电脑、手机内的内存、硬盘，以及便携式U盘等。

▲便携式U盘（图片来源于网络）

由经典信息走向量子信息的时代，量子存储器是必不可少的基础器件。对比经典存储器的功能，量子存储器应当是可以存储量子状态的，也就是和的任意量子叠加状态。和是两种最基本的量子态，对应经典的0和1，其区别是量子态可以叠加。

量子存储器在量子信息科学中具有许多重要的功能：

（1）建立大尺度量子网络。

量子网络是长程量子通信和分布式量子计算的载体，它可以基于量子纠缠建立起来。单个光子是量子纠缠、量子信息的理想载体，然而单个光子在光纤网络中传输面临指数级的损耗，单光子穿越100千米光纤的几率是百分之一，而穿越500千米光纤的几率则降至100亿分之一。一个典型的解决方案是量子中继，其基本思想是把大尺度网络分割成多段小尺度网络。比如500千米的量子纠缠传输可以分解为五段100千米的短程纠缠，在短程纠缠依次成功建立的条件下，再利用纠缠交换建立远程纠缠。这里的问题是，每个100千米的纠缠建立的时间一般是不同步的，比如第一段可能在0.05秒建立，第二段可能在0.02秒建立，第三段又可能在0.1秒建立，等等。这就需要量子存储器去同步这个过程，每个节点的纠缠一旦成功建立则存储起来，等到所有节点都成功建立时，存储器之间进行纠缠交换最终建立远程纠缠。所以大尺度量子网络要解决的核心问题就是高性能量子存储器的物理实现。