量子通讯和密码学是高安全性通讯的未来。并且，在构建一个全球性的量子网路之前，还有许多挑战，包括将量子讯号长距离传播。其中一个主要的挑战是创造储存光所携带的量子信息的记忆。法国日内瓦学院(UNIGE)的研究人员与日本CNRS合作，发觉了一种新的材料，在这些材料中，一种元素镱可以储存和保护脆弱的量子信息，虽然在高频下也可以。这促使镱成为未来量子网路的理想候选者，量子网路的目标是通过充当中继器来实现讯号的长距离传输。这种结果发表在《自然材料》杂志上。
现在，量子密码学使用的光纤历时数百公里，其特征是高度安全：不让信息消失，就不可能复制或拦截信息。但是，难以复制讯号这一事实也制止了科学家们将其放大以进行远距离传播，如同Wi-Fi网路的情况一样。
因为讯号不可能在不消失的情况下被复制或放大，科学家们目前正在研究怎样通过捕获光子并使它们同步，进而使量子记忆才能重复它，因而使它们才能扩散得越来越远。剩下的就是找到制造这种量子记忆的合适材料。“难题在于怎样找到一种材料能孤立量子信息转达了环境干扰的光子，这样我们可以抓牢她们一秒钟左右，同步，“解释说，应用化学学系的研究员UNIGE大学的科学。
“但是一个光子在一秒钟内传播大概30万公里！”这意味着化学学家和物理家必须挖掘出一种材料，这些材料与外界干扰隔绝得挺好，但仍能在高频率下工作，便于光子能被迅速存储和恢复——这两种特点一般被觉得是不相容的。
虽然实验室测试的量子显存原型早已存在，包括这些基于稀土元素的原型，如铕或镨，但它们的速率还不够快。“因此，我们把兴趣从元素周期表上转移到一种迄今为止极少遭到关注的稀土元素：镱，”尼古拉·吉辛(Gisin)解释道。吉辛是优尼格学院(UNIGE)科学大学应用数学系院长量子通讯储存，也是ID的创始人。Gisin院长补充道：“我们的目标是找到制造量子中继器的理想材料，这须要将原子从它们的环境中分离下来，而环境常常会干扰讯号。”这其实就是镱的情况！
UNIGE和CNRS的化学学家发觉，通过将稀土放在十分精确的磁场中，稀土原子步入一种不敏感状态，因而与环境中的干扰隔绝，因而有可能捕获光子，使其同步。“我们通过改变磁场的振幅和方向找到了一个‘神奇的点’，”UNIGE应用数学系的研究员阿列克谢·蒂拉诺夫()和伦敦希米研究所(Paris)的研究员菲利普·戈德纳()说。“当达到这一点时，镱原子的相干时间降低了1000倍，同时在高频率下工作！”
化学学家们如今正在建立基于镱的量子储存器，这些储存器可以拿来快速地从一个中继器过渡到另一个中继器量子通讯储存，同时尽可能长时间地保持光子，以实现必要的同步。这些材料为创造全球量子网路开辟了一个新的可能性领域；它还指出了在进行基础研究的同时进行更多应用研究的重要性，例如设计量子储存器。