研究：有缺陷的鉆石，可為量子計算機提供完美接口

在鉆石中，有時某些碳原子會被氮原子所取代，這種結構缺陷被稱為氮空位。近日，來自日本橫濱國立大學的科學家，利用這種缺陷，實現了光子的受控糾纏，這一技術或可成為量子互聯網的基礎。

科學家表示，為了實現量子互聯網，需要一個量子接口來產生光子的遠程量子糾纏，光子是一種量子通信介質。

先前的研究表明，這種受控糾纏可通過向氮空位中心施加磁場來實現，但需要一種非磁場方法才能更接近實現量子互聯網。

在新研究中，研究團隊成功地使用微波和光偏振波來糾纏發射的光子和左自旋量子位，這是經典系統中信息位的量子等價物。這些極化是垂直于原始震源移動的波，就像從垂直斷層位移水平輻射出的地震波。在量子力學中，光子的自旋性質（右旋或左旋）決定了偏振如何移動，這意味著它是可預測和可控的。

研究團隊表示，相比于過去在氮空位上施加磁場完成的糾纏，新方法實現的連接十分穩定，速度也顯著提高。

研究作者小坂英男教授表示，接下來他們將把此技術和之前在金剛石中傳輸量子信息的成果結合，以期開發出連接大量量子計算機的量子互聯網。

該研究論文題為“Geometric entanglement of a photon and spin qubits in diamond”，已發表在《通信物理學》期刊上。

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

標簽： 鉆石 量子計算機