近日，在俞大鹏院士的带领下，深圳国际量子研究院辛涛研究员和贺煜研究员课题组在硅基原子自旋多体纠缠调控方面取得重要进展。研究团队在原子级精度加工的硅基原子量子计算芯片上，首次实现了四个原子核自旋的完备四体纠缠族全制备和全表征，突破了硅基自旋体系长达十年仅能生成单一GHZ纠缠的局限，为硅基量子计算、量子网络及量子传感等未来应用提供了丰富纠缠资源。相关成果以“Multiparticle Entanglement of Nuclear Spins in Silicon”为题，于2026年6月25日在国际高水平期刊 Nature Communications 在线发表。

硅基自旋量子比特因其高保真度调控以及与半导体加工工艺的兼容性，已成为量子信息处理的重要候选平台。迈向量子实用化应用的关键之一，是能够在该平台上系统性地构建多样化量子纠缠。目前，该技术路线主要局限于制备GHZ纠缠。这类纠缠虽然易于生成和验证，但面对噪声时较为脆弱，难以满足未来量子应用对复杂、多样纠缠资源的需求。针对这一瓶颈，研究团队基于原子精度的扫描隧道显微镜氢光刻技术，结合半导体芯片加工工艺，构建了硅基施主量子处理器，在硅基原子自旋体系中实现了对多体纠缠资源的完备制备和操控能力。

在该工作中，团队通过精确调控硅基原子体系中多体核自旋相互作用，发展了面向硅基原生物理门集的量子纠缠制备技术，通过双向广度优先搜索算法设计浅层量子线路，首次在实验上实现了全部四体纠缠族的完整生成；并利用可扩展的量子重叠层析技术对多体纠缠态进行了系统表征，验证了四量子比特真纠缠、纠缠结构以及对抗量子比特丢失的纠缠鲁棒性。通过测试多体Bell型不等式，该工作进一步展示了该体系中真正的四量子比特非局域性，突破了此前硅基体系仅能观察到双量子比特非局域性的局面。此外，团队将纠缠生成拓展到混态空间，高质量地制备了噪声诱导的量子束缚纠缠态，并通过联合Bell测量成功实现了对束缚纠缠的“解锁”，达到了7倍的量子纠缠蒸馏增益。

该工作从纠缠多样性、纠缠质量、纠缠非局域性以及纠缠可蒸馏性等多个维度，系统确立了固态自旋量子比特平台的先进多体纠缠能力，打破了硅基自旋体系长达十年局限于GHZ型纠缠的局面，拓展了硅基量子纠缠资源库。随着硅基技术路线朝着大规模容错量子计算快速发展，这一成果为在量子模拟、量子增强计量、分布式量子计算和量子互连等前沿方向中利用复杂多体纠缠提供了关键技术基础。

在该研究工作中，徐锋（国量院/南科大博士研究生）、邓熠（国量院/中科大博士研究生）、胡光冲（国量院副研究员）为论文共同第一作者。国量院辛涛研究员和贺煜研究员为论文通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金委、合肥国家实验室、深圳市科技创新局、广东省科技厅等单位的资助与支持。