麻省理工学院和剑桥大学的研究人员表示，一种使用嵌入钻石的锡原子的新设备可能会为量子互联网的发展铺平道路。
据《自然-光子学》（Nature Photonics）杂志报道，这种装置由一个金刚石微芯片组成，其中的一些碳原子被锡原子取代。这些锡原子形成的缺陷可以充当量子比特，即量子信息的基本单元。研究人员证明，该装置可以在两种不同类型的量子比特（电子量子比特和核量子比特）之间有效地传输量子信息。电子量子比特擅长与光相互作用，这对于远距离传输量子信息至关重要。核量子比特擅长长时间存储量子信息，这对于保持一致性和保真度非常重要。
通过将这两个量子比特结合起来，研究人员解决了一个阻碍量子网络发展的悖论：既需要与光强耦合的量子比特，又需要与环境弱耦合的量子比特。
"这是关键的一步，因为它证明了在微芯片中集成电子和核量子比特的可行性。麻省理工学院副教授、麻省理工学院团队负责人德克-恩格伦德（Dirk Englund）说："这种集成解决了在保持与光子强相互作用的同时远距离保存量子信息的需求。
该设备可用作量子中继器的构件，量子中继器是量子网络中可以操纵和刷新量子信息的中间站。量子网络可以实现安全通信、分布式计算和增强传感。
研究人员计划进一步提高该设备的性能，并将其与空腔和波导等其他光子元件集成，以创建可扩展的量子网络架构。
这项工作得到了欧洲研究理事会、温顿计划、工程与物理科学研究理事会、约翰-莫纳什将军基金会、MITRE量子登月计划和陆军研究实验室的资助。
