【據(jù)美國(guó)哈佛大學(xué)網(wǎng)站2018年5月22日?qǐng)?bào)道】美國(guó)哈佛大學(xué)John A.Paulson工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院（SEAS）與英國(guó)劍橋大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種解決量子記憶的新方案，該方案通過(guò)可調(diào)諧的金剛石串提高了量子記憶的效率。量子互聯(lián)網(wǎng)通信已成為開(kāi)發(fā)安全快捷網(wǎng)絡(luò)的新路徑，而量子網(wǎng)絡(luò)傳輸需要高效的量子存儲(chǔ)器作為其核心部件。傳統(tǒng)的量子存儲(chǔ)器對(duì)環(huán)境極為敏感，附近原子的振動(dòng)會(huì)破壞量子記憶信息的能力。目前，研究人員依靠極低的溫度來(lái)平衡原子附近的振動(dòng)，但實(shí)現(xiàn)低溫的成本過(guò)高。為此，SEAS的研究人員另辟蹊徑，利用晶體的雜質(zhì)效應(yīng)，設(shè)計(jì)了可調(diào)節(jié)的金剛石串，將量子記憶能力從幾十納秒提高到了幾百納秒，以此在量子芯片上容納更多的操作空間，同時(shí)節(jié)省了實(shí)現(xiàn)低溫所需的成本。金剛石中的雜質(zhì)，也就是硅空位有色中心，可充當(dāng)量子比特位。在該中心被捕獲的電子能夠充當(dāng)記憶存儲(chǔ)單位，并且可以從該中心發(fā)射單光子的紅光，以充當(dāng)量子互聯(lián)網(wǎng)的長(zhǎng)距離信息載體。但隨著金剛石晶體中原子的隨機(jī)振動(dòng)，中心的電子會(huì)快速遺忘要求量子信息。為了提高量子比特在雜志環(huán)境中的記憶力，研究人員將有色中心的金剛石晶體刻成了一根細(xì)線，大約1微米寬（比頭發(fā)絲細(xì)百倍），并將電極連接到任意一側(cè)。通過(guò)施加電壓，金剛石弦拉伸并增加電子敏感的振動(dòng)頻率，就像收緊吉他弦會(huì)增加弦的頻率或音調(diào)一樣。通過(guò)在弦線中增加張力，研究人員增加了電子敏感的振動(dòng)的能量范圍，這意味著金剛石弦只能感受到高能量的振動(dòng)。這一過(guò)程有效地將晶體周圍的振動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)椴幌嚓P(guān)的背景音，使得空位內(nèi)的電子能夠?qū)⑿畔⒈３謹(jǐn)?shù)百納秒，這在量子尺度上是非常長(zhǎng)的時(shí)間。這些可調(diào)諧的金剛石弦或成為未來(lái)量子互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵。該研究項(xiàng)目獲得了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)資助的量子材料綜合中心，海軍研究辦公室量子光力學(xué)多學(xué)科大學(xué)研究計(jì)劃，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)前沿研究與創(chuàng)新計(jì)劃ACQUIRE，劍橋大學(xué)，ERC合并器Grant PHOENICS計(jì)劃和EPSRC 量子技術(shù)中心NQIT計(jì)劃的資助。相關(guān)研究論文發(fā)表在《Nature Communications》上。