研究：有缺陷的钻石，可为量子计算机提供完美接口

在钻石中，有时某些碳原子会被氮原子所取代，这种结构缺陷被称为氮空位。近日，来自日本横滨国立大学的科学家，利用这种缺陷，实现了光子的受控纠缠，这一技术或可成为量子互联网的基础。

科学家表示，为了实现量子互联网，需要一个量子接口来产生光子的远程量子纠缠，光子是一种量子通信介质。

先前的研究表明，这种受控纠缠可通过向氮空位中心施加磁场来实现，但需要一种非磁场方法才能更接近实现量子互联网。

在新研究中，研究团队成功地使用微波和光偏振波来纠缠发射的光子和左自旋量子位，这是经典系统中信息位的量子等价物。这些极化是垂直于原始震源移动的波，就像从垂直断层位移水平辐射出的地震波。在量子力学中，光子的自旋性质（右旋或左旋）决定了偏振如何移动，这意味着它是可预测和可控的。

研究团队表示，相比于过去在氮空位上施加磁场完成的纠缠，新方法实现的连接十分稳定，速度也显著提高。

研究作者小坂英男教授表示，接下来他们将把此技术和之前在金刚石中传输量子信息的成果结合，以期开发出连接大量量子计算机的量子互联网。

该研究论文题为“Geometric entanglement of a photon and spin qubits in diamond”，已发表在《通信物理学》期刊上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：https://www.nature.com/articles/s42005-021-00767-1