2026年2月12日——QuTech研究团队实现了基于马约拉纳零能模量子比特中费米子宇称（承载信息的非局域量）的快速单次读取。这一能力是将马约拉纳模式作为量子比特操作的关键步骤，它使得量子比特架构中编码态的初始化和实时追踪成为可能。通过建立直接宇称读取方法，该工作使基于马约拉纳的平台更接近实现量子比特演示。相关成果发表于《自然》期刊。

缺失的读取环节

马约拉纳量子比特通过分离的“马约拉纳零能模”非局域存储信息：单对零能模编码一个宇称位，两个宇称位构成一个量子比特（共需四个马约拉纳零能模）。这种设计能有效限制普通量子比特易受的干扰对存储信息的访问。但同样原理也使得测量变得困难——仅耦合器件单端的探测器原则上无法揭示定义量子比特的宇称态。

研究中，该团队构建了由超导段耦合两个量子点组成的最小基塔耶夫链（链两端各产生一个马约拉纳模式），并利用量子电容实现宇称读取。通过连接超导体的射频谐振器，测量电荷进出超导凝聚态的流动情况，实现对双量子点系统联合态的读取。

从电荷传感到量子电容

“实现这一目标需要将器件调控至马约拉纳模式形成区间，并隔离电极干扰以保持宇称稳定。”尼克·范洛解释，“核心挑战在于宇称态实质是电荷中性的，传统自旋量子比特的电荷传感方法无法单独实现可靠读取。我们先用电荷传感器验证这一局限，后开发出通过探测器可观测量耦合两种模式的读取方法——简而言之：偶宇称态时器件含偶数电子，可配对为库珀对进入超导体；奇宇称态时单个电子无法以同样方式进入。这种差异会改变射频驱动下电荷流入超导体的方式，表现为量子电容的可测变化。借助超导体的量子电容测量，我们实现了单次宇称分辨与毫秒级宇称寿命测量，使时域实验成为可能。”

该团队同步记录超导体量子电容信号与传统电荷传感器数据，与自旋量子比特常用技术进行对比。在工作点附近，由于宇称态本质电荷中性（马约拉纳态的关键特性），电荷传感器几乎无响应；而量子电容测量则能清晰实现单次宇称分辨——其对射频激发下电子能否以库珀对形式进入超导体高度敏感。测量揭示了宇称态间的随机电报切换，使研究人员能以微秒级单次读取提取超过1毫秒的宇称寿命。