设想一个量子互联网是一回事，它可以通过叠加在不同量子状态下的光子向世界各地发送防黑客信息。但实际证明这是可能的又是另一回事。
这正是哈佛大学物理学家所做的，他们使用现有的波士顿地区通信光纤，展示了迄今为止世界上两个量子存储节点之间最长的光纤距离。把它想象成一个位于a点和B点之间的简单、封闭的互联网，携带的信号不是像现有互联网那样由经典比特编码的，而是由完全安全的单个光粒子编码的。
这项开创性的工作发表在《Nature》期刊上，由约书亚和贝丝·弗里德曼大学物理系教授Mikhail Lukin与哈佛大学教授Marko Lon?ar和Hongkun Park合作领导，他们都是哈佛量子计划的成员，还有亚马逊网络服务的研究人员。
哈佛大学的团队通过纠缠两个量子存储器节点，建立了第一个量子互联网的实用基础，这两个量子存储节点通过部署在剑桥、萨默维尔、沃特敦和波士顿约22英里环路上的光纤链路分开。这两个节点位于哈佛大学综合科学与工程实验室，相距一层。
量子存储器，类似于经典计算机存储器，是互连量子计算未来的重要组成部分，因为它允许复杂的网络操作以及信息存储和检索。虽然过去已经创建了其他量子网络，但哈佛团队的量子网络是可以存储、处理和移动信息的设备之间最长的光纤网络。
每个节点都是一个非常小的量子计算机，由一块钻石制成，钻石的原子结构中有一个缺陷，称为硅空位中心。在钻石内部，小于人类头发百分之一宽度的雕刻结构增强了硅空位中心与光之间的相互作用。
硅空位中心包含两个量子位，即量子信息位：一个以电子自旋的形式用于通信，另一个以寿命更长的核自旋的形式用作存储纠缠的存储量子位（量子力学性质，允许信息在任何距离上完全相关）。两种自旋都可以用微波脉冲完全控制。这些钻石装置只有几平方毫米，安装在温度达到-459华氏度的稀释制冷装置内。
使用硅空位中心作为单光子的量子存储设备是哈佛大学的一项多年研究计划。这项技术解决了量子互联网理论中的一个主要问题：无法以传统方式提高的信号损耗。量子网络不能使用标准光纤信号中继器，因为复制任意量子信息是不可能的——这使得信息安全，但也很难远距离传输。
基于硅空位中心的网络节点可以捕获、存储和纠缠量子信息，同时校正信号损失。在将节点冷却至接近绝对零度后，光被发送通过第一个节点，并且由于硅空位中心的原子结构的性质，与之纠缠。
“由于光已经与第一个节点纠缠，它可以将这种纠缠转移到第二个节点，”第一作者can Knaut解释道，他是Lukin实验室肯尼斯·C·格里芬文理研究生院的学生。“我们称之为光子介导的纠缠。”
在过去的几年里，研究人员从波士顿的一家公司租赁了光纤来进行实验，将他们的演示网络安装在现有光纤上，以表明创建具有类似网络线路的量子互联网是可能的。
Lukin说：“表明量子网络节点可以在非常繁忙的城市地区的真实环境中纠缠在一起，这是量子计算机之间实现实际联网的重要一步。”。
一个双节点量子网络仅仅是一个开始。研究人员正在努力通过添加节点和试验更多的网络协议来扩展网络性能。
这篇论文题为“纳米光子量子存储节点在电信网络中的纠缠”。这项工作得到了AWS量子网络中心与哈佛量子倡议的研究联盟、国家科学基金会、超冷原子中心（美国国家科学基金物理前沿中心）、量子网络中心（美国科学基金工程研究中心）、空军科学研究办公室和其他来源的支持。
