日本橫濱國立大學(xué)的研究人員已經(jīng)成功地在鉆石內(nèi)部安全地傳送量子信息。研究小組說，這項(xiàng)研究對(duì)量子信息技術(shù)以及未來如何存儲(chǔ)和共享數(shù)據(jù)具有重大意義。研究人員HideoKosaka說，量子隱形傳輸允許將量子信息轉(zhuǎn)移到一個(gè)原本無法進(jìn)入的空間。
他說，它還允許將信息傳輸?shù)搅孔哟鎯?chǔ)器中，而不會(huì)泄露或破壞存儲(chǔ)的量子信息。在實(shí)驗(yàn)中，團(tuán)隊(duì)難以接近的空間是鉆石內(nèi)的碳原子。這些原子互相連接但單獨(dú)成型。
每個(gè)碳原子在原子核中有六個(gè)質(zhì)子和六個(gè)中子，周圍環(huán)繞著六個(gè)旋轉(zhuǎn)的電子。當(dāng)它們結(jié)合成鉆石時(shí)，它們所形成的晶格就非常堅(jiān)固。然而，在碳原子應(yīng)該存在的兩個(gè)相鄰空位之一存在氮原子的情況下，鉆石可能會(huì)有缺陷；這是一個(gè)氮空位中心。當(dāng)被碳原子包圍時(shí)，氮原子的原子核結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了一種被Kosaka納米磁鐵的東西。
研究人員將一根大約是人類頭發(fā)寬度四分之一的金屬絲與鉆石連接起來。在金屬絲上施加微波和無線電波，在金剛石周圍形成振蕩磁場(chǎng)。微波的形狀可以為鉆石內(nèi)部的量子信息傳輸創(chuàng)造最佳和可控的條件。氮納米磁體被用來固定電子。
利用微波和無線電波，研究人員能夠迫使自旋與碳核自旋糾纏在一起。選擇的自旋在納米磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)下分解，使其易受糾纏。一旦糾纏在一起，物理特性就交織在一起，無法單獨(dú)描述。一個(gè)保存量子信息的光子被應(yīng)用，電子吸收光子。這使得光子的偏振態(tài)被轉(zhuǎn)移到碳中，證明了信息在量子層面的隱形傳輸。該團(tuán)隊(duì)希望實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展的量子中繼器，用于遠(yuǎn)程量子通信。
