光子盒研究院出品 近日，国际学术媒体Physics World以“Molecular qubits stick around for longer”为题报道了中国科学技术大学的中科院微观磁共振重点实验室在分子量子比特研究方向上的最新科研成果。研究团队发布重磅成果实现对磁性分子的调控和观测，将分子量子比特的相干时间提高至1.4毫秒，量子比特的品质因数比之前报告的数值提升了40倍。磁性分子的电子自旋是一种新兴的量子计算体系，与其他体系相比，分子量子比特可以通过化学合成的方法较为轻易地调控、修饰分子结构，而且可以大量合成，规则排布以创建量子线路也相对容易。论文截图值得一提的是，研究团队对磁性分子的调控和观测均在国仪量子X波段脉冲式电子顺磁共振谱仪EPR100上实现的。 目前，用作量子比特的常见候选体系有光学系统、超导、离子阱、固体材料缺陷和量子点等。分子量子比特由磁性分子中的电子自旋构成，是实现量子计算的重要候选者之一。它相对于其他量子体系，具有以下优势：分子量子比特可以很容易地通过化学方法对其结构进行调整，从而以规则阵列的形式沉积在表面上便于进行寻址操作；分子量子比特的大小通常为纳米量级，适合实现局域操控并应用于量子精密测量中。尽管如此，其叠加态也很脆弱，容易受到外界环境噪声的干扰，形成退相干，破坏储存在量子比特中的信息。因此，减小量子比特与环境之间的相互作用所引起的退相干至关重要。虽然科学家们已经采用抗磁化合物稀释、合成时增强分子的刚性、各向同性纯化等方法来减小环境噪声对磁性分子量子比特相干的影响，但是目前为止，此类分子量子比特的相干时间也未超过1毫秒。为了延长相干时间，研究团队将过渡金属配位化合物(PPh4)2[Cu(mnt)2]的电子自旋作为量子比特，在X波段脉冲式电子顺磁共振谱仪EPR100上，应用微波脉冲对分子量子比特的量子态进行“翻转”，在特定的时间内平均掉特定的耦合产生的效果。他们的研究使得该量子比特的相干时间从6.8微秒延长到1.4毫秒（等于1400微秒），这个时间理论上可以支持14.5万次基本逻辑运算。而被称作量子比特的“品质因数（即相干时间与操控时间之比）”，比之前报告的数值提升了40倍。 X波段脉冲式电子顺磁共振谱仪EPR100 近日，该研究以“Experimental Protection of the Spin Coherence of a Molecular Qubit Exceeding a Millisecond”为题，在学术杂志Chinese Physics Letters进行了发表。动力学去耦方法延长分子量子比特相干时间的实验结果。上：分子结构图；中：在不同的微波脉冲个数情况下，随着演化时间增长，分子量子比特的相干衰减，通过对包络的拟合可以得到相干时间；下：随着微波脉冲个数的增加，分子量子比特相干时间的延长。 据论文第一作者中国科技大学博士研究生代映秋介绍，该工作采用微波脉冲序列操控的方法将该量子比特的相干时间提高至1.4毫秒，与传统的方法相比，不需要对分子进行特殊的修饰，保留了环境中其他自旋作为量子比特资源被利用的可能性。这项研究成果可以使分子量子比特得到更广泛应用，不仅在量子计算领域，在磁性生物医学成像和量子传感领域也可以得到广泛应用。论文链接：http://cpl.iphy.ac.cn/10.1088/0256-307X/38/3/030303报道链接：https://physicsworld.com/a/molecular-qubits-stick-around-for-longer—End— 相关阅读：中国科大研发新型量子比特读出方法 #光子盒社群招募中# 进入光子盒社群，与我们近距离互动，了解量子领域更多产业、商业、科技动态，领取量子技术产业报告。现添加社群助手微信Hordcore即可进群 ，与我们一起展望未来！ 你可能会错过：