2026年3月18日——研究人员首次证明，钙钛矿类材料的特性可用于制造所谓的量子比特。这项发表在《自然·通讯》上的发现，为未来量子计算机采用更经济的材料铺平了道路。

据主持这项研究的林雪平大学团队透露，该领域此前几乎无人认为这种方法可行。理论上，钙钛矿材料中的原子相互作用过于强烈，可能导致量子比特在计算完成前就坍缩。但该团队通过实验证实了其可行性。

“我们的发现开辟了一个全新的研究领域。”林雪平大学副教授Yuttapoom Puttisong表示。

研究人员希望这一新领域最终能助力建造功能型量子计算机，实现当今传统超级计算机无法完成的复杂运算。

量子叠加

量子计算机通过量子比特处理信息。与传统计算机的“1”和“0”不同，量子比特可以同时处于多种叠加态，从而在更小空间处理更多信息。

目前IBM、谷歌等公司主要采用超导量子比特技术，但其必须在接近绝对零度的极低温环境下运行，制冷系统耗能巨大且难以扩展。

自旋量子比特

另一种基于电子自旋的量子比特通常采用金刚石材料，通过用氮原子替换两个碳原子制造晶格缺陷。但该工艺能耗高、成本昂贵且技术复杂。

“因此我们尝试在实验室'烹制'量子比特。”Puttisong解释道。研究人员将化学混合物在480摄氏度下加热，冷却后形成类金刚石结构的钙钛矿晶体，通过添加铬元素赋予其玫瑰色光泽。

“这种方法快速、廉价且可控，能通过溶液化学调控量子比特特性。”Puttisong强调。

应用前景

该技术不仅能在更高温度下运行，还能将量子信号转化为光信号，实现钙钛矿材料的光量子通信。林雪平大学博士生Sakarn Khamkaeo指出：“这种材料具有化学可定制性，未来或像硅基材料一样普及。”

该研究获得瑞典研究委员会、克努特与爱丽丝·瓦伦堡基金会、瑞典能源署及瑞典政府战略研究计划资助。