表面支架分子量子比特
荧光自旋量子比特是量子技术的核心构建模块。将这些量子比特置于表面可最大化其与邻近自旋及磁场的耦合,实现纳米级传感并促进与光子学及超导器件的集成。然而,在保持量子比特性能或相干寿命不衰减的前提下缩减现有量子比特系统的尺寸仍具挑战性。本工作提出了一种由并五苯分子锚定在二维材料六方氮化硼(hBN)表面形成的分子量子比特。该量子比特表现出从低温到室温环境下稳定的荧光发射与光探测磁共振(ODMR)信号。全氘代并五苯分子的Hahn-echo相干时间达到22微秒,在动态解耦条件下进一步延长至214微秒,其性能优于金刚石中最先进的浅层NV色心体系,尽管该量子比特直接位于材料表面。研究人员通过绘制局域自旋环境图谱,解析了可作为辅助量子资源的邻近核自旋与电子自旋耦合。该平台兼具真正的表面集成特性、长寿命量子比特相干性及可扩展制备工艺,为量子传感、量子模拟和混合量子器件开辟了新路径,也为更广泛的二维材料支撑分子量子比特家族奠定了基础。

