摘要：计算机从连接到互联网上受益匪浅，因此我们可能会问：没有量子互联网的量子计算机有什么好处？...

计算机从连接到互联网上受益匪浅，因此我们可能会问：没有量子互联网的量子计算机有什么好处？

我们现代互联网的秘诀在于可以在长途旅行时保持数据保持完整，而实现这一目标的最佳方法是使用光子。光子是光的单个单元（“ Quanta”）。与其他量子颗粒不同，光子与环境的相互作用非常微弱。这种稳定性也使它们非常吸引人在长距离携带量子信息的过程中，这一过程需要长时间保持微妙的纠缠状态。这样的光子可以通过多种方式生成。一种可能的方法涉及在晶体中使用原子尺度瑕疵（量子缺陷）以在明确定义的量子状态下生成单个光子。

数十年的优化导致了光纤电缆，该电缆可以以极低的损失传输光子。但是，这种低损耗的传播仅适用于在狭窄的波长范围内的光，即“电信波长”。确定在这些波长下产生光子的量子缺陷已被证明很困难，但是美国能源部和国家科学基金会（NSF）的资金使加州大学圣塔芭芭拉工程学院的研究人员能够了解为什么这样做。他们在期刊上发表的“有效基于缺陷的量子发射器的合理设计”中描述了他们的发现。APL光子学。

UCSB材料教授克里斯·范·沃尔（Chris van de Walle）说：“原子在不断振动，这些振动会从光发射器中耗尽能量。” “因此，缺陷而不是发射光子，而是导致原子振动，从而降低了光发射效率。”范德尔·沃尔（Van de Walle）的小组开发了理论模型，以捕获原子振动在光子发射过程中的作用，并研究了各种缺陷特性在确定效率程度中的作用。

他们的工作解释了为什么当发射波长超过可见光光（紫罗兰色至红色）到电信频带中的红外波长时，单光子发射的效率会大大降低。该模型还允许研究人员确定更明亮，更高效的工程发射器的技术。

NSF UC UC Santa Barbara Quantry的研究员Mark Turiansky说：“仔细选择宿主材料，并进行振动特性的原子水平工程是克服低效率的两种有希望的方法。”

另一个解决方案涉及与光子腔耦合，这种方法受益于另外两个量子铸造厂的专业知识：计算机工程教授Galan Moody和Moody Lab的研究生Kamyar Parto。

该团队希望他们的模型及其提供的见解将被证明在设计新颖的量子发射器中很有用，从而为未来的量子网络提供动力。