麻省理工學院和劍橋大學的研究人員表示，一種使用嵌入鉆石的錫原子的新設備可能會為量子互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展鋪平道路。

據(jù)《自然-光子學》（Nature Photonics）雜志報道，這種裝置由一個金剛石微芯片組成，其中的一些碳原子被錫原子取代。這些錫原子形成的缺陷可以充當量子比特，即量子信息的基本單元。研究人員證明，該裝置可以在兩種不同類型的量子比特（電子量子比特和核量子比特）之間有效地傳輸量子信息。電子量子比特擅長與光相互作用，這對于遠距離傳輸量子信息至關重要。核量子比特擅長長時間存儲量子信息，這對于保持一致性和保真度非常重要。

通過將這兩個量子比特結合起來，研究人員解決了一個阻礙量子網(wǎng)絡發(fā)展的悖論：既需要與光強耦合的量子比特，又需要與環(huán)境弱耦合的量子比特。

"這是關鍵的一步，因為它證明了在微芯片中集成電子和核量子比特的可行性。麻省理工學院副教授、麻省理工學院團隊負責人德克-恩格倫德（Dirk Englund）說："這種集成解決了在保持與光子強相互作用的同時遠距離保存量子信息的需求。

該設備可用作量子中繼器的構件，量子中繼器是量子網(wǎng)絡中可以操縱和刷新量子信息的中間站。量子網(wǎng)絡可以實現(xiàn)安全通信、分布式計算和增強傳感。

研究人員計劃進一步提高該設備的性能，并將其與空腔和波導等其他光子元件集成，以創(chuàng)建可擴展的量子網(wǎng)絡架構。

這項工作得到了歐洲研究理事會、溫頓計劃、工程與物理科學研究理事會、約翰-莫納什將軍基金會、MITRE量子登月計劃和陸軍研究實驗室的資助。