安全量子通信：將量子信息安全地傳遞到量子點

    據外媒報道，來自大阪大學的科學家們已經證明了在激光束的圓極化中編碼的信息可轉化為量子點（QD）中電子的自旋態。他們通過改變受困在量子點上單個電子的自旋態，從而通過激光將量子信息傳輸到量子點。
Takafumi Fujita教授表示：“這樣一來，在我們使用激光確認其處于正確的自旋態后，還能獲取電子的狀態。”雖然從傳統意義上來講，電子不會旋轉，但它們確實具有角動量，當吸收圓極化激光時可以翻轉。
研究人員在雙QD中使用了泡利自旋阻塞來驗證圓極化單光子可以通過角動量的傳遞激發單個電子自旋。Fujita表示，泡利不相容原則可阻止兩個電子處于完全相同的狀態。他表示：“在微小的量子點上，如果它具有正確的旋轉，才有足夠的空間讓電子通過所謂的泡利自旋阻塞。”對于重空穴激子激發，最終確認了激發自旋態的光子偏振的依賴性。
研究人員觀察到的角動量轉移被認為是提供即時注入自旋、分布單個自旋信息以及可能擴展量子通信的途徑的重要一步。
量子信息，無論是存儲在電子自旋中還是由激光光子傳輸，都可以同時疊加多個狀態。而且，兩個或更多個物體的狀態可能會糾纏在一起。量子計算機處理糾纏狀態的方式允許它們同時評估許多可能性，以及實現信息的安全傳遞。然而，這些糾纏態非常脆弱，其連貫性僅能持續幾微秒。為了實現量子互聯網的目標，相干光信號可以在其（量子互聯網）上傳遞量子信息，這些信號必須能夠與遠程計算機內的電子自旋互動。
大阪大學的科學家團隊所開展的工作可能是實現防黑客互聯量子計算機邁出的一大步。Akira Oiwa教授表示：“疊加態或糾纏態的轉移，能實現完全安全的量子密鑰分配。這是因為任何攔截信號的嘗試都會自動破壞疊加態，從而使得其很難在不被發現的情況下就能進行監聽。”
他們的研究成果在《Nature Communications》上發表。