麻省理工学院(MIT)的研究人员提出了一种制造量子比特和控制它们读写数据的新方法。该方法目前还只是理论上的，利用两种颜色略有不同的激光，研究人员可以直接控制原子核的自旋特性，该特性可以用于编码量子信息。

长期以来，核自旋一直被认为是构建量子信息处理和量子通信系统的潜在方法。光子也是如此，它是传递电磁相互作用的基本粒子。但是让这两个量子物体一起工作是很困难的，因为原子核和光子几乎没有相互作用，而且它们的自然频率相差六到九个数量级。

以前使用光影响核自旋的方法是间接的，它是耦合到围绕该原子核的电子自旋上，这反过来又会通过磁相互作用影响原子核。但这需要附近存在不成对的电子自旋，并会导致核自旋产生额外的噪声。

对于他们的这种新方法，研究人员利用了这样一个事实，即许多原子核都有电四极子，这导致它会与环境发生电核四极相互作用。这种相互作用会受到光的影响，从而实现改变原子核本身的状态。

在MIT团队开发的新工艺中，入射激光束的频率差与核自旋的跃迁频率相匹配，这能推动核自旋以某种方式进行翻转。他们已经找到了一种将核自旋与来自激光的光子连接起来的新颖而有效的方法。这种新颖的耦合机制使它们能够被控制和测量，这使得核自旋成为了一种更有前途的制作量子比特的方法。

研究人员表示，这个过程是完全可调的。例如，其中一个激光器可以被调谐以匹配现有电信系统的频率，从而将核自旋转变为量子中继器以实现远距离的量子通信。（编译:Qtech）