Квантовым сетям необходим интерфейс между хранилищем информации — спиновым состоянием частицы — и её переносчиком — светом. До недавнего времени ни одна одиночная молекула не могла выполнять эту роль. Однако физики обнаружили подходящего кандидата. Они внедрили молекулу карбена — соединение углерода с двухвалентным атомом — в твёрдотельную матрицу кристалла и охладили систему до криогенной температуры –269 °C. С помощью оптической спектроскопии — анализа взаимодействия света с веществом — исследователи зафиксировали, что молекула более часа непрерывно испускает одиночные фотоны. Одновременно её спин — квантовомеханический аналог магнитного момента — сохраняет заданное состояние в течение десятков миллисекунд. Таким образом, молекула выступает мостом: одна «опора» функционирует в мире фотонов, другая — в мире материальных квантовых состояний.
Одиночная молекула карбена — всего лишь из углерода и водорода — в десять тысяч раз тоньше волоса, но её спин хранит квантовое состояние в сотни раз дольше, чем у многих атомных дефектов.
Обмен данными между молекулой и светом напоминает сюжеты фантастов о квантовых коммуникаторах.