科学家们发现，一种可使用小板吸收微波能量并将其反射到激光中的装置可以提供长距离发送量子信号的解决方案。

JILA是科罗拉多大学波尔得分校与美国国家标准与技术研究所联合的研究所，那里的科学家们开发出了一种由机械介导的微波—光波转换器。该研究的目标是实际量子计算的一个重要步骤——将量子芯片产生的微波信号转换成可沿光缆传输的光束。

图1该直径小于半英寸的芯片由JILA的研究人员设计，能将微波能量转换为激光。 在此致谢提供图片的研究员Peter Burns和Dan Schmidt

研究员Peter Burns说：“目前，还没有将量子信号从电信号转换成光信号的办法， 我们预计量子计算会有所发展，并且正在尝试创建一个可用于这些网络的连接。”根据量子电路的要求，该转换器在T <100 mK的温度下工作，显示出了47%的转换效率——与将微波转换为光的其他方法相比，例如使用晶体或磁铁的方法，明显具有更好的性能。 即使在存储量子芯片的超冷设备中，微量的热量也会导致设备发生抖动，发出会污染信号的多余光子。

研究人员发现，两个转换器输出端口发出的噪声具有很强的相关性，因为两个输出都记录了相同机械模式下的热运动。他们使用了一种经典的前馈协议来降低38个光子的附加噪声。

图2 图中为JILA的前研究生Robert Peterson正在使用“稀释制冷机”。这种设备可以冷却科学仪器，比如一种新的量子“蹦床”，可以把它们降到绝对零度以上几分之一的温度。在此致谢提供图片的研究员Peter Burns

研究员Burns说：“我们所做的是测量设备微波一侧的噪声，这使我们能够在光学方面区分信号和噪声。”

研究人员认为，即使热声子以比电光转换速率更快的速度进入机械元件，量子前馈协议也能使量子信息被传输。该团队将需要进一步降低噪声，使设备成为一种实用工具。但潜在的收益是巨大的，Konrad Lehnert教授如是说道。

Lehnert教授说：“很明显，我们正朝着未来的方向发展，我们将拥有小型的原型量子计算机，同时如果我们可以将它们联网在一起，那将会对我们非常有益。”

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