加拿大國家研究理事會和滑鐵盧大學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用通信協(xié)議是有用的。波分復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用及建立一個非常大的糾纏態(tài)，亦稱團簇態(tài)。團簇態(tài)則可作為完全由測量驅(qū)動的量子計算資源。