类似于吉他调音的过程可以改善量子存储器的存储时间
电极拉伸金刚石弦以增加电子敏感的原子振动的频率，就像收紧吉他弦增加弦的频率或音高一样。张力使qubit的环境变得平静，并将记忆从几十纳秒提高到几百纳秒，足够时间在量子芯片上进行许多操作。
量子互联网保证完全安全的通信。但是使用量子比特或量子比特来传递信息需要一个全新的硬件 - 量子存储器。这个原子级设备需要存储量子信息并将其转换为光线以通过网络传输。
这个技术的一个主要挑战是量子比特对它们的环境极为敏感，即使附近原子的振动也会破坏它们记忆信息的能力。到目前为止，研究人员依靠极低的温度来安抚振动，但如果要实现大规模量子网络，保持如此低温的成本过高。
现在，哈佛大学John A. Paulson工程与应用科学学院（SEAS）和剑桥大学的研究人员开发出了一种量子记忆解决方案，就像调谐吉他一样简单。
研究人员设计了可调节的钻石串，以平静量子比特的环境并将存储时间从几十纳秒提高到几百纳秒，保证了有足够的时间在量子芯片上进行各种操作。
“金刚石中的杂质已成为量子网络的有希望的节点，”SEAS电气工程教授，该研究的资深作者，Tiantsai Lin教授Marko Loncar说。“但是，他们并不完美。某些种类的杂质非常擅长保留信息，但很难沟通，而另一些杂质则是非常好的传播者，但会遭受记忆丧失。在这项工作中，我们采用了后者，并将记忆时间提高了十倍。“
该研究发表在《自然 通信》上。
被称为硅空位色心的钻石中的杂质是强大的量子比特。捕获在中心的电子充当存储器位并且可以发射单光子的红光，其反过来充当量子互联网的长距离信息载体。但随着钻石晶体中的原子随机振动，中心的电子很快就会忘记它要求记住的任何量子信息。
“作为色彩中心的电子就像试图在喧嚣的市场上学习，”SEAS的研究生Srujan Meesala说，他是该论文的共同第一作者。“你周围有这种噪音。如果你想记住任何事情，你需要让人群保持安静或找到一种在噪音中专注的方法。我们做到了后者。“
为了在嘈杂的环境中提高记忆能力，研究人员将镶嵌彩色中心的钻石水晶雕刻成一根细线，大约1微米宽 - 比一缕头发细百倍 - 并将电极连接到两端。通过施加电压，金刚石弦拉伸并增加电子的振动频率，就像收紧吉他弦会增加弦的频率或音调。
Meesala说：“通过在弦线中产生张力，我们增加了敏感电子的振动的能量范围，这意味着它现在只能感受到非常高的能量振动。“这一过程有效地将晶体周围的振动转变为不相关的背景嗡嗡声，使得空位内的电子能够舒适地将信息保持数百纳秒，这在量子尺度上可能是非常长的时间。这些可调钻石弦的交响乐可以作为未来量子互联网的支柱。”
接下来，研究人员希望将量子记忆扩展到毫秒，这将使数十万个操作和长距离量子通信成为可能。
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