实现用于量子网络的光接口

哈佛大学研究团队实现了一个基于金刚石纳米光子腔中硅-空位中心（SiVs）的双量子比特集成网络节点。利用SiV的电子自旋与作为存储量子比特的硅-29核自旋间的强耦合，实现了寿命超过2秒的量子存储器，并实现了温度高达1.5 K的电子-光子纠缠门和高达4.3 K的核-光子纠缠门。他们还通过使用电子自旋作为标志量子比特，展示了在核自旋光子门中有效的错误检测，使该平台成为可扩展量子中继器的一个潜在的候选者。该成果于11月3日发表在《科学》杂志上。使用光子和物质的量子特性来传输数据的通信网络从根本上比传统网络更安全。这种量子网络的物理实现需要特殊的设备，可以将存储的信息转换为量子载体，类似于普通计算机将硬盘驱动器上的比特转换为光纤信号的方式。为了实现这种转换，该设备必须能够在静止的量子比特和用于数据传输的光子之间产生量子纠缠。一旦建立纠缠，纠缠的光子和量子比特就可以用来执行各种任务，例如生成和发送加密密钥。量子网络节点是产生和存储纠缠的地方，该节点必须有一个有效的接口来在光子和物质之间进行转换。它必须保持对物质量子比特的高度控制；它必须能够将物质量子比特中的信息转换到存储量子比特中。出于实际原因，