由大阪大学领导的一个研究小组演示了如何将激光束的圆偏振中编码的信息转换成量子点中电子的自旋态，这都是量子比特和量子计算机候选方案。这一成就标志着向“量子互联网”迈出了重要一步，未来的计算机可以快速安全地发送和接收量子信息。量子计算机有潜力大大超过现有的系统，因为它们的工作方式完全不同。 量子信息，无论是储存在电子自旋中还是通过激光光子传输，都可以同时处于多个态的叠加态（Superposition），而不是处于离散的1和0。 此外，两个或两个以上的状态可以互相纠缠（Entangled），因此一个物体的状态不能在没有另一个物体的情况下被完全描述。 处理纠缠态使得量子计算机可以同时估算多种可能性，并且可以在不被窃听的情况下从一个地方传输信息到另外的地方。然而，这些纠缠态非常脆弱，仅仅持续几微秒就会失去相干性（Coherence）。 为了实现量子互联网的目标，相干光信号可以传递量子信息，这些信号必须能够与远处计算机内的电子自旋相互作用。由大坂大学领导的研究人员利用激光通过改变被捕获的单个电子的自旋状态，将量子信息发送到量子点。 虽然电子不会像通常意义上的那样自旋，但它们确实有角动量，当吸收圆偏振激光时，它们可以翻转。第一作者 Takafumi Fujita 说道: “重要的是，这个动作使我们能够在使用激光后可读出电子的状态，以确认它处于正确的自旋状态。” “我们的读出方法使用了泡利不相容原理（ The Pauli Exclusion Principle），它禁止两个电子呈完全相同的状态。 在微小的量子点上，如果它有正确的自旋，就有足够的空间让电子通过所谓的泡利自旋封锁。”量子信息传输已经被用于密码学以达到加密目的。 “叠加态或纠缠态的转移允许完全安全的量子密钥分发（QKD），”资深作者 Akira Oiwa 说。 “这是因为任何拦截信号的尝试都会自动破坏叠加态，使得不可能在不被检测到的情况下监听信息。”对单个自旋的快速光学操纵是构建量子纳米尺度通用计算平台的一种非常有前景的方法。 一个令人兴奋的可能性是，未来的计算机可能会利用这种方法进行许多其他应用，包括优化算法和化学模拟。
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