研究人员解决了传输量子信息的一个基础问题

未来的量子电子学将与传统电子学大不相同。后者中的存储器存储为二进制数字，前者存储为量子位，量子位可以采取多种形式，例如在被称为量子点的纳米结构中捕获电子。然而，将这些信息传输到比相邻量子点更远的任何东西的挑战限制了量子位的设计

现在，在最近发表在《物理评论快报》上的一项研究中，东京大学工业科学研究所的研究人员正在解决这个问题，他们开发了一种新技术，可以在几十到一百微米的范围内传输量子信息。这一进展可能会改善即将推出的量子电子学的功能

研究人员如何在同一量子计算机芯片上将量子信息从一个量子点传输到另一个？一种方法可能是通过产生光-物质混合态，将电子（物质）信息转换为光（电磁波）信息

以前的工作与量子信息处理的单电子需求不兼容。研究团队的研究目标是以一种设计更灵活、与目前可用的半导体制造工具兼容的方式改进高速量子信息传输

该研究的主要作者Kazuyuki Kuroyama解释道：“在我们的工作中，我们将量子点中的几个电子耦合到一个称为太赫兹分裂环谐振器的电路上。”。“设计简单，适合大规模集成。”

以前的工作是基于将谐振器与数千到数万个电子的集成耦合。事实上，耦合强度是基于这个系综的大尺寸。相比之下，目前的系统只限制了几个电子，这适用于量子信息处理。然而，电子和太赫兹电磁波都被限制在极小的区域内。因此，耦合强度在强度上与许多电子系统的耦合强度相当

“我们很兴奋，因为我们使用了先进纳米技术中广泛使用的结构——通常集成到半导体制造中——来帮助解决实际的量子信息传输问题，”资深作者平川和彦说。“我们还期待着将我们的发现应用于理解光-电子耦合态的基本物理。”

这项工作是解决之前在传输量子信息方面令人烦恼的问题的重要一步，而这一问题在实验室发现中的应用有限。此外，这种光-物质相互转换被认为是基于半导体量子点的大规模量子计算机的基本架构之一。因为研究人员的结果是基于半导体制造中常见的材料和程序，所以实际实施应该很简单