- 科学家们发现了在一颗钻石中传输信息的方法。
- 这项研究利用了钻石结构上的缺陷。
- 这一成果对量子计算具有重要意义。
来自日本横滨国立大学的科学家们实现了在一颗钻石中远距离瞬间传输量子信息的非凡壮举。他们的研究是量子信息技术领域的重要一步。
横滨国立大学工程学教授小坂秀夫（Hideo Kosaka）领导了这项研究。他解释称，研究的目标是在数据通常不会到达的地方获得数据。
小坂说：“量子隐形传态使量子信息能够被传输到一个原本无法到达的空间，它还能将信息传输到量子内存中而不会泄露或破坏存储的量子信息。”
该研究所探索的“无法到达的空间”是钻石中的碳原子晶格。这种结构的强度源于钻石的结构，它的原子核中有6个质子和6个中子，周围有6个自旋电子。当它们与钻石结合时，原子就形成了一个超强晶格。
在他们的实验中，小坂及其团队把注意力集中在钻石中有时出现的缺陷上，这时一个氮原子会占据通常存放碳原子的空位。
小坂团队通过一根极细的金属丝（只有人类头发四分之一的宽度）将微波和无线电波引入钻石中，从而在这样一个空位中操纵电子和碳同位素。金属丝被固定到钻石上，从而制造出一个振荡磁场。
科学家们对发送到钻石中的微波进行控制，以便在钻石内部传输信息。特别是，他们利用氮纳米磁铁将光子的偏振态转移到碳原子上，有效地实现了隐形传态。
|资料来源:横滨国立大学
钻石的晶格结构以氮空位中心为主要组成部分，围绕在周围的是碳。在这幅图中，碳同位素（绿色）最初与空位中的电子（蓝色）纠缠在一起，然后等待光子（红色）被吸收。这导致基于量子传输的光子态被转移到碳存储器。
小坂说：“光子被成功地存储在另一个节点中，这便建立了两个相邻节点之间的纠缠，”他还补充说他们的“终极目标”是弄清楚如何利用这些过程“实现大规模量子计算和计量技术”。
这一成就对于寻找存储和共享敏感信息的新方法可能至关重要，此前的研究显示，钻石能够储存大量加密数据。
小坂团队还包括松本和也、黑岩良太、狩野广树和濑口裕平。
本文由“放牛班的秘密花园”编译自BigThink
作者：PAUL RATNER, 译者：Sail2008
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