加拿大國家研究理事會和滑鐵盧大學(xué)量子計算研究所使用金剛石中的一個量子內(nèi)存，首次實現(xiàn)了超快單光子顏色和帶寬的轉(zhuǎn)換。

　　改變一個光子的顏色或頻率，是優(yōu)化量子網(wǎng)絡(luò)中連結(jié)部件的必要條件。例如，在光量子通信中，可通過光纖的最佳傳輸是近紅外線，但許多測量傳感器在頻率更高的可見光條件下會工作得更好。在光纖和傳感器之間改變光子的顏色，使實現(xiàn)更高性能的操作，包括更快的數(shù)據(jù)傳輸速率成為可能。

　　發(fā)表在《自然·傳播》雜志上的這項研究成果，展示了小頻移對于波分復(fù)用通信協(xié)議是有用的。波分復(fù)用將信號分解成頻率略微不同的更小的包后一起發(fā)送，然后在接收端將各種頻率的載波分離恢復(fù)成原信號。

　　研究人員在實驗中證明，在室溫金剛石量子內(nèi)存中可實現(xiàn)單光子的頻率和帶寬轉(zhuǎn)換。金剛石量子存儲器的工作原理在于，將光子轉(zhuǎn)換成金剛石中碳原子的特定振動，適用于許多不同顏色光的這種轉(zhuǎn)換，將允許對光進(jìn)行廣譜操縱。金剛石的能量結(jié)構(gòu)允許其以很低的噪聲在室溫下實現(xiàn)。研究人員利用強激光脈沖來存儲和檢索光子。通過控制這些激光脈沖的顏色，研究人員就能控制所要檢索光子的顏色。

　　該平臺集光子存儲和頻譜變換于一體，可用于量子通信中的頻率復(fù)用及建立一個非常大的糾纏態(tài)，亦稱團(tuán)簇態(tài)。團(tuán)簇態(tài)則可作為完全由測量驅(qū)動的量子計算資源。