技术突破核心 - 开发出新型分子量子比特，能够弥合光与磁之间的鸿沟，并在与现有电信技术相同频率下运行 [1] - 该突破为构建可扩展的量子技术提供了一个极具前景的新平台，有望与当前广泛使用的光纤网络实现无缝集成 [1] - 新型分子量子比特的核心成分是稀土元素铒，其独特的物理特性使其能在保持光学跃迁干净的同时与磁场发生强烈相互作用 [1] 技术原理与特性 - 研究巧妙结合了量子光学与合成化学两个领域，构建出能连接光与磁的分子级功能单元 [1] - 新设计的分子结构使得信息可被编码在其磁性自旋态中，并通过特定波长的光进行读取和操控 [1] - 这些光的频率恰好与现有的硅基光子电路和光纤通信系统兼容 [1] - 分子可充当磁学世界与光学世界之间的纳米级桥梁，能在分子的磁态中存储量子信息，并用与现代光通信基础设施完全匹配的光信号访问 [2] 技术验证与应用前景 - 研究团队利用光谱学和微波技术，验证了铒基分子量子比特可在与硅光子学兼容的频率下工作 [2] - 硅光子学是支撑现代电信、高性能计算和先进传感器的核心技术，高度兼容性有望加速基于分子—光子混合架构的量子网络发展 [2] - 研究证明通过合成化学手段可在分子尺度上精确设计和调控量子材料的行为，为开发面向量子网络、高灵敏度传感和下一代计算的定制化量子系统指明路径 [2]