科技日报记者 张梦然
量子信息科学家一直在寻找一种既可在分子水平上进行操纵，又能可靠存储和传输信息的材料。在最近的原理验证演示之后，美国斯坦福大学研究人员将两种纳米结构（一种由金刚石制成，另一种由铌酸锂制成）组合到一个单一的纳米结构芯片上。研究成果发表在最新一期《ACS光子学》上。
研究人员将光从金刚石发送到铌酸锂，并测量成功穿过它的光的比例。该比例越大，材料的耦合就越有效，并且作为量子器件中的组件配对的前景就越有希望。研究结果表明，高达92%的光从金刚石跃迁至铌酸锂。
可靠的量子比特对于量子通信网络等技术至关重要。与传统网络一样，量子网络中的信息从一个节点传输到另一个节点。固定量子比特在节点内存储信息，飞行的量子比特在节点之间携带信息。
研究团队的新芯片将能构成固定量子比特的基础。固定量子比特越稳健，量子网络就越可靠，网络可覆盖的距离就越远。
传统上，来自金刚石托管量子比特的光被引导到光纤电缆或自由空间中。在这两种情况下，实验装置都很笨重。光纤电缆又长又松软，而将量子比特传输到自由空间也需要笨重的设备。
但当来自金刚石量子比特的光被引导到铌酸锂中时，所有这些设备都没必要了。因为几乎每个组件都可放置在一个微小的芯片上。
不仅如此，由于这两个设备通过仅为人类头发宽度1/100的细丝连接，所以量子光被挤压到通向铌酸锂的狭窄通道中，从而增加了光与铌酸锂的相互作用。这使其更容易操纵光的属性。
该团队正在计划进一步的实验，以利用金刚石和铌酸锂单独或共同提供的量子信息优势。
