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钻石内部成功实现量子信息隐形传输

作者: 发布时间:2019-07-05 浏览次数:576
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  日本横滨国立大学的研究人员已经成功地在钻石内部安全地传送量子信息。研究小组说,这项研究对量子信息技术以及未来如何存储和共享数据具有重大意义。

  研究人员Hideo Kosaka说,量子隐形传输允许将量子信息转移到一个原本无法进入的空间。还允许将信息传输到量子存储器中,而不会泄露或破坏存储的量子信息。在实验中,团队难以接近的空间是钻石内的碳原子。这些原子互相连接但单独成型。

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  每个碳原子在原子核中有六个质子和六个中子,周围环绕着六个旋转的电子。当它们结合成钻石时,它们所形成的晶格就非常坚固。然而,当氮原子存在于碳原子存在的两个相邻空位之一时,钻石可能会有缺陷,这就是氮空位中心。当被碳原子包围时,氮原子的原子核结构产生了一种被Kosaka称为纳米磁铁的东西。研究人员将一根大约仅是人类头发丝四分之一的金属丝与钻石相连接。在金属丝上施加微波和无线电波,在钻石周围形成振荡磁场。微波的形状可以为钻石内部的量子信息传输创造***佳和可控的条件。

  研究人员用氮纳米磁体来固定电子。利用微波和无线电波,研究人员能够迫使电子自旋与碳核自旋纠缠在一起。电子自旋在纳米磁体产生的磁场下分解,使其易受纠缠。一旦纠缠在一起,物理特性就交织在一起,无法单独描述。一个保存量子信息的光子被应用,电子吸收光子。这使得光子的偏振态被转移到碳中,证明了信息在量子层面的隐形传输。该团队希望实现可扩展的量子中继器,用于远程量子通信。

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