一份新研究稱，在量子信息以微波和光波形式傳播之間的轉換技術上有了兩項新的進展。

多數前沿的量子技術，包括超導量子比特和量子點（Quantum Dot），都通過微波形式的光子傳遞信息。這種方式雖然在量子可控性方面表現出色，可是信息傳輸的距離很短，僅限於幾厘米的範圍。

與此同時，量子通信領域則在光學電信頻段傳輸信息方面有著不錯的進展，基於光纖的量子網絡傳輸信息的距離可達到上千公里。

「為了把相距很遠的量子電腦連成量子互聯網，實現量子信息在微波和光波之間互相轉換，這很重要。」研究者之一荷蘭代爾夫特工業大學（TU Delft）的格羅布歇（Simon Groeblacher）說，「這不僅在量子領域，對傳統光學和電子信號之間高效、低噪音的轉換也是相當有意思的應用。」

這份研究在兩方面改進了這種轉換技術。

一是在量子基態下進行信號轉換，研究者發現，這大幅減小了熱力噪音的干擾。

另一位主要作者福斯（Moritz Forsch）介紹說，其它研究已探索了一些實現的方式，比如把信號與機械振蕩器連接就是一種不錯的辦法。可是這種方法會帶來較顯著的背景熱力誤差。

於是這份研究嘗試將振蕩器冷卻到量子基態的溫度下進行系統初始化，讓熱力干擾對轉換的影響減小到最低。

再者，研究者使用一種全新的壓電材料——磷化鎵（GaP）製造這種機械振蕩器。壓電材料通過機械壓力的方式產生電場，對於量子信息在不同方式傳播的轉換可能具有很好的前景。

這份研究本月發表在《自然-物理學》（Nature Physics）和《物理評論快報》（Physical Review Letters）上。◇

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