朝着量子互联网迈进
由澳大利亚新南威尔士大学领导的研究团队取得了突破，将通过量子互联网连接的强大量子计算机网络的前景更加接近现实。
这个团队是全球首个通过结合光学和电学方法检测了单个原子的自旋或量子状态的团队。
这项研究由新南威尔士大学的量子计算和通信技术卓越中心、澳大利亚国立大学和墨尔本大学的研究人员合作完成，并发表在《自然》杂志上。
新南威尔士大学的Sven Rogge教授表示，他们利用硅中嵌入的铒原子实现了这一技术突破。
“我们结合了电学和光学系统两者的优点。这是一种革命性的新技术，人们曾怀疑其是否可行。这是朝着全球量子互联网迈进的第一步，”Rogge教授说。
量子计算机承诺通过使用一个电子或原子核作为基本处理单元的指数级增加的处理能力来超越传统计算机，这个单元被称为量子比特或qubit。
Rogge教授称，研究人员之前使用过电学或光学方法读取单个原子的自旋 - 存储信息的地方 - 但不是同时使用这两种方法。
研究的主要作者、新南威尔士大学的Chunming Yin博士表示，这种新方法打开了使用光将原子或qubit耦合在一起形成量子计算机的可能性。
Yin博士说，“使用光在量子状态中传输信息比使用电学方法更容易。最终，这将导致长距离的量子通信。”
澳大利亚国立大学的Matthew Sellars副教授表示，这是连接固态量子计算机和未来量子互联网的一步。
“量子互联网将允许独立的量子计算机集成，并实现加密通信。”
量子通信系统将对政府、军事、国防、金融、商业和医疗等行业提供安全通信至关重要。
为了制造这种新型量子设备，墨尔本大学的Jeffrey McCallum副教授使用了离子注入器将铒原子注入到标准的工业硅晶体管中。
当原子处于特定量子状态且激光照射在其上时，一个电子将从原子上脱落。这是通过硅晶体管的开关开启电学检测的。
Rogge教授表示，这一突破可能是由三个团队的专业知识结合而成的。下一步将是控制铒原子的自旋，这应该相对容易，并且复制他们在硅中嵌入磷原子的结果。
研究人员表示，在至少十年之后，量子计算的潜力才会得到充分实现。
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