研究人员发现一种进行量子器件互联的方法

一个国际研究小组已经发现了一种将两个量子设备互连的方法，它允许光量子在两者之间移动，同时可以保留纠缠。他们把论文上传到了arXiv[1]服务器，希望通过这样的方式来优化研究项目，使其更有效。

现代电子设备需要找到能够使不同部件进行信息共享的一种方式，通常是通过携带光子的电流或光纤，这被称为互联。但是随着研究该领域的研究人员减少，互联逐渐成为一个研究瓶颈。更加糟糕的是，当科学家经过研究，创造了一台真正的量子计算机时，却发现面临的更严重的问题是如何进行互连。现今，经过努力，研究团队称已经找到了一个解决方案，其中，用单独的一个纠缠阶段来保证原来的一部分纠缠正常运作，采用将两个光子芯片进行连接的方式。

为了允许互联，研究者们在一个芯片上运行两个光子源，当光子在重叠区域相遇时，他们在通道上相互重叠，然后在芯片中沿不同路径进行纠缠。下一步，他们通过一个装置将路径纠缠转换成一个完整的新类型的光子纠缠，这会涉及到偏振，同时也产生了新的纠缠光子。这些新纠缠的极化光子，通过两者之间的芯片，再传递到光纤。整个过程在第二个芯片上转化，其中极化的光子被转变回路径纠缠的光子，然后，光子在第一个芯片上的过程也完全一样。为了证明在整个互连过程中，纠缠被保留下来了，该小组进行了多种不同类型的测试，

该小组承认，由于效率低下，还不能应用到器件中，但是，通过进一步的细化，就会提出一个可用的解决方案。但是，他们已经表明，互连量子器件是可以实现的，这对于那些开发量子计算机的人来说是有帮助的。

摘要

集成光电子学能够促进量子技术的进展。然而，例如量子通信、传感、分布式量子计算和云量子计算的应用，要求独立的子系统之间的相干光子互联，互联系统要具有高保真度，并对操作的多个设备之间的纠缠有严格的要求。独立芯片进行互联所面临的挑战是这些量子态的脆弱性以及要求至少两个媒体在一个完整系统中发射光子。在这里，我们采用一个高保真度纠缠分布的量子光子互联的方式，以及两个独立芯片的操作方式，利用国家最先进的硅光子来实现。纠缠态的产生，控制芯片以及分布在芯片上的路径编码和偏振编码的变化。我们使用集成状态分析器来确认两个芯片类型，其中s= 2.638 + -0.039。通过改进，量子互连将把灵活的系统和量子架构技术提升到新的水平。（工业和信息化部电子科学技术情报研究所   宋文文  吴阳阳）