深圳国际量子研究院固态量子存储团队与合作者在稀土离子量子存储领域取得重要进展。研究团队以化学计量稀土晶体为研究对象，通过精确调控外部磁场并结合动力学解耦技术，将高密度Eu³⁺ 离子的核自旋相干时间延长至约15秒，展示了化学计量稀土晶体在发展高效率、长寿命量子存储器方面的应用潜力。相关研究成果以“Long-Lived Spin Coherence in a Densely Populated Stoichiometric Rare-Earth Crystal”为题，于2026年10月6日发表在国际学术期刊Physical Review Letters上。

稀土离子掺杂晶体具有优异的光学和自旋相干特性，是固态量子存储的重要材料平台。低浓度掺杂晶体可具有较长的自旋相干时间，但其较弱的光学吸收为实现高效率量子存储带来了技术挑战。提高掺杂浓度虽可增强光学吸收，却可能因离子间磁相互作用增强而加剧自旋退相干。因此，如何兼顾高光学深度与长寿命自旋相干，长期以来一直是发展高效率、长寿命固态量子存储器面临的关键挑战之一。

为缓解这一长期存在的权衡难题，研究团队选取化学计量 EuCl₃·6H₂O 单晶开展研究。实验结果显示，在零磁场条件下，Eu³⁺ 的核自旋相干时间约为1.3毫秒。通过精确调控外部磁场，将体系调节至对一阶磁场波动不敏感的零一阶塞曼效应（ZEFOZ）工作点后，研究团队有效抑制了磁场涨落与离子间相互作用引起的退相干，将核自旋相干时间延长至372毫秒。

在此基础上，研究团队进一步采用 CPMG 动力学解耦技术，通过施加一系列射频脉冲抑制环境噪声对核自旋相干性的影响，最终将相干时间延长至约15秒，较零磁场条件下提高了约四个数量级。该结果表明，即使在稀土离子高度密集排列的化学计量晶体中，也可以通过磁场调控与动力学解耦实现长寿命核自旋相干，为研制兼具高光学深度与长自旋相干寿命的固态量子存储器提供了新的材料平台和实验依据。

研究团队还考察了Er³⁺ 掺杂对化学计量 EuCl₃·6H₂O 晶体局域磁环境的影响。Er³⁺ 具有位于光纤通信波段的光学跃迁，Eu³⁺ 则具有长寿命核自旋相干特性，二者在构建量子网络节点方面具有互补优势。研究发现，在化学计量晶体中引入少量 Er³⁺ 后，近邻Eu³⁺ 核自旋仍可保持最长约50毫秒的相干时间。这一结果表明，Er³⁺周围的 Eu³⁺核自旋能够保持较长的相干时间，为研究团队近期提出的“以 Er³⁺作为光纤通信接口、以近邻 Eu³⁺ 核自旋构建局域量子寄存器”的量子网络节点方案提供了实验支持^[1]，验证了该方案所需的近邻核自旋长寿命相干这一关键物理条件。