（文章來源：教育新聞網）

大阪大學領導的一個研究小組演示了如何將以激光束圓偏振編碼的信息轉換為量子點中電子的自旋態，量子點分別是一個量子位和一個量子計算機候選者。這一成就代表了邁向“量子互聯網”的重要一步，未來的計算機可以迅速安全地發送和接收量子信息。

量子計算機具有根本不同的工作方式，因此它們有可能大大超越當前系統。代替處理離散的一和零，無論是存儲在電子自旋中還是通過激光光子傳輸的量子信息，都可以同時處于多個狀態的疊加中。此外，兩個或更多物體的狀態可能會糾纏在一起，因此一個物體的狀態如果沒有另一個物體就無法完全描述。處理糾纏態使量子計算機能夠同時評估許多可能性，以及從一個地方到另一個地方傳輸信息，以防竊聽。

但是，這些糾纏狀態可能非常脆弱，僅持續幾微秒，然后才失去一致性。為了實現量子互聯網的目標，相干的光信號可以在此基礎上中繼量子信息，這些信號必須能夠與遠程計算機內部的電子自旋相互作用。大阪大學領導的研究人員使用激光通過改變捕獲在其中的單個電子的自旋狀態，將量子信息發送到量子點。盡管電子不是通常意義上的自旋，但它們確實具有角動量，當吸收圓偏振激光時可以將其翻轉。

第一作者藤田孝文(Takafumi Fujita)說：“重要的是，這一動作使我們能夠在施加激光后讀取電子狀態，以確認其處于正確的自旋狀態。”“我們的讀出方法使用了保利排斥原理，該原理禁止兩個電子占據完全相同的狀態。在微小的量子點上，如果電子具有正確的自旋，則只有足夠的空間供電子通過所謂的保利自旋封鎖。”

量子信息傳輸已用于加密目的。高級作者Akira Oiwa說：“疊加態或糾纏態的轉移可以完全安全地分配量子密鑰。”“這是因為任何試圖截獲信號的嘗試都會自動破壞疊加，從而無法被監聽而無法被監聽。”單個自旋的快速光學操縱是產生量子納米級通用計算平臺的有前途的方法。一個令人興奮的可能性是，未來的計算機可能能夠將此方法用于許多其他應用程序，包括優化和化學模擬。

（責任編輯：fqj）