عقدة الذاكرة الكمومية هي ماسة صغيرة تحتوي على عيب قادر على تخزين وإصدار فوتونات مفردة. لكن ضوءها له طول موجة 637 نانومتر: أحمر مثل الياقوت، ويُمتص بالكامل تقريبًا بعد بضعة أمتار فقط من الألياف البصرية القياسية. للاتصال بعيد المدى، نحتاج إلى «مترجم» يعيد تلوين الفوتون إلى نطاق الاتصالات تحت الأحمر، حيث يكون الزجاج شبه شفاف.
جمع العلماء محول تردد مدمجًا داخل الألياف البصرية نفسها. في الداخل، توجد بلورة نِيوبات الليثيوم ببنية دورية تعمل مثل شبكة: الفوتون الداخل «ينزلق» عبرها ويخرج بطول موجة 1588 نانومتر، مناسبًا للإرسال عبر مئات الكيلومترات. الجهاز بحجم علبة كبريت يحول تقريبًا كل فوتون من كل أحد عشر فوتونًا، والضوضاء الناتجة عن الضخ مكبوتة إلى 154 عدًا في الثانية — وهذا أكثر هدوءًا من الهمس في غرفة فارغة.
هذا المحول هو مفتاح الإنترنت الكمومي. حسب المؤلفون أنه حتى بعد 100 كيلومتر من الألياف، سيبقى التشابك بين دوران الشاغر النيتروجيني في الماسة والفوتون المرسل بدقة تتجاوز 52 بالمئة. وهذا يعني أن المكررات الكمومية يمكن بناؤها من مكونات ألياف جاهزة، دون مد خطوط جديدة.
الضوء بطول موجة 637 نانومتر هو اللون الأحمر نفسه الذي نراه في الياقوت، بينما 1588 نانومتر غير مرئي للعين ويقع في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة، حيث تكون الألياف البصرية في أقصى درجات الشفافية.
في مسلسل «ستار تريك»، يُستخدم الفضاء الفرعي للاتصال بعيد المدى، أما هنا فمجرد تغيير لون الفوتون، لكن التأثير نفسه: تصل المعلومات دون فقدان.