一项重要的研究成果揭示了一种将量子信息在不同量子技术之间转换的方法，这对于量子计算、通讯和网络具有重要意义。这项研究在《自然》杂志上发表，得到了陆军研究办公室（ARO）、空军科学研究办公室（AFOSR）和由伊利诺伊大学厄本那-香槟分校领导的混合量子结构和网络全景挑战协会（HQAN）支持。

光子是量子信息技术的基础，但不同技术使用的光子频率不同。例如，一些最常见的量子计算技术基于超导量子比特，如谷歌和IBM使用的量子比特，这些量子比特将量子信息存储在以微波频率移动的光子中。但是，如果要构建量子网络或连接量子计算机，则不能发送微波光子，因为它们对量子信息的掌握力太弱，无法在旅行中存活。

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这项技术的解决方法是将量子信息转换为高频光子，称为光学光子，因为它对环境噪声具有更强的弹性。但信息不能直接从光子到光子转移，需要进阶的介质。一些实验为此目的设计了固态器件，但Kumar实验的目标是更基本的东西：原子。电子只允许具有某些特定的能量水平，称为能级，因此，当光子的能量恰好与较高和较低级别之间的差异相等时，光子会激发电子跳到较高的能级。同样，当电子被迫降到较低的能级时，原子会发射出一个能量与能级差异相等的光子。Rubidium原子恰好具有两个能级差距，Kumar的技术正是利用了这样的差异：一个恰好等于微波光子的能量，一个恰好等于光学光子的能量。通过使用激光使原子的电子能量上下移动，技术允许原子吸收具有量子信息的微波光子，然后发射具有该量子信息的光学光子。这种不同量子信息类型之间的转换称为“移码”。

让原子能在此目的上发挥作用的一个要素是科学家在对如此小的物体的操作上取得的重大进展。Kumar说，他们成功的另一个秘密是领域在量子电动力学上的进展，其中光子被困在超导反射腔中，强化了光子与置于其中任何物质之间的相互作用。虽然他们的腔子看起来没有紧闭，但实际上更像一块瑞士奶酪。但是，看起来像洞的部分实际上是以非常特定的几何方式交叉的隧道，因此可以在交叉口处捕获光子或原子。这是一种巧妙的设计，也使研究人员可以访问腔，并将原子和光子注射其中。

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该技术可双向工作：它可以从微波光子转移量子信息到光学光子

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