据2026年10月28日的报道,一项关于分子量子比特的研究登上了Nature。研究由NVision与乌尔姆大学、耶路撒冷希伯来大学的团队共同完成,论文介绍的是一种单分子自旋-光子接口。研究的核心载体是一种碳烯分子,它被嵌入有机晶体之中,从而构成了一个可以被光学手段访问的自旋体系。这一结构之所以受到关注,是因为它把分子层面的自旋自由度与光子联系了起来,为量子信息的读取和传递提供了一种可能的物理载体。

在实验表现方面,报道提到的几个环节构成了一个相对完整的操作链条。在4.5K的低温条件下,研究团队实现了光学初始化、微波相干操控和光学读出。换句话说,这个单分子体系不仅能够被制备到确定的初始状态,还能够通过微波手段进行相干操控,并最终通过光学方式把状态信息读出来。初始化、操控和读出三者齐备,是一个量子比特体系能够被实际使用的重要前提,缺了其中任何一环,都难以构成完整的操作。

相干时间是衡量量子比特性能的关键指标之一。报道提到,在动力学解耦条件下,这项研究实现的相干时间达到2.2毫秒。相干时间越长,意味着量子态在受到环境干扰之前能够维持的时间越久,从而为执行更多操作留出窗口。动力学解耦本身是一种通过一系列控制操作抑制环境噪声影响的技术手段,它在这里的应用效果,直接体现在了2.2毫秒这一结果上。对分子体系来说,这样的相干表现,也让分子量子比特作为一种候选技术路线的讨论有了更具体的依据。

同一天,NVision还宣布了与HyperLight的合作。报道提到,双方计划在2026年底前在光子芯片上完成演示,并把更远期的目标定在2030年做到1000个逻辑纠错量子比特。这两个时间点构成了一个从近期验证到远期规模化的路线图:先是在光子芯片上验证演示,再向更大规模的逻辑量子比特数量推进。需要留意的是,这里的1000个指的是逻辑纠错量子比特,而不是未经纠错的物理量子比特,两者在工程难度上并不在同一量级。

对光电与量子交叉领域的读者来说,这项研究的意义在于,它把分子、光子和芯片三个方向联系在了一起。分子提供了自旋载体,光子提供了读出与互连的手段,而光子芯片则提供了未来规模化的可能平台。后续值得跟踪的,是2026年底前光子芯片演示的实际进展,以及分子体系在重复性、集成度和纠错开销方面的表现,这些因素将共同决定这条路线能否从一篇论文走向可工程化的量子计算平台。

来源:https://news.qq.com/rain/a/20261029A0BWJP00