室温量子计算与传感长期以来一直是一个领域，一个备受追捧的领域;如果完成，它将简化和扩展量子信息科学（QIS）应用。本周，来自日本的一组研究人员报告了在金属有机框架中使用外激子的突破。
这项工作由来自九州大学、神户大学、理化学研究所和CREST的研究人员完成，涉及将发色团（一种吸收光并发光的染料分子）嵌入金属有机框架（MOF）中，MOF是一种由金属离子和有机配体组成的纳米多孔晶体材料。还有一份关于在 Phys.org 上发布的工作的简要说明。
研究人员在《科学进展》杂志上写道：“我们目前正在经历第二次量子革命。量子信息科学 （QIS） 将量子力学原理用于量子计算、量子通信和量子传感等各种应用。QIS中最基本的信息单位是量子比特（qubit）。
“在各种类型的量子比特中，使用分子材料的量子比特通常具有以下优势：能够精确创建特定的量子比特结构，能够通过改变化学结构来控制量子比特的性质，以及集成多个量子比特的可扩展性）。虽然大多数量子比特需要低温，但一些分子量子比特可以通过光激发进行初始化，这使得它们在室温下的量子计算和生命系统的量子传感方面特别有前途。
以下是该论文的摘要：
“单线态裂变可以产生交换耦合的五重态三重态TT，即使在室温下也可以使用纠缠的多个量子比特实现量子计算和量子传感。然而，对TT量子相干性的观察一直局限于低温，根本问题是什么样的材料设计才能使其室温量子相干性。
“在这里，我们表明，在发色团集成的金属有机框架中，单线态裂变衍生的TT的量子相干性在室温下可以超过一百纳秒。在金属有机框架内有序结构域中发色团的运动受到抑制，导致TT产生所需的交换相互作用的足够波动，但同时不会引起严重的TT退相干。此外，量子跳动的相位和幅度取决于分子运动，为基于多量子门控制的室温分子量子计算开辟了道路。
链接地址：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adi3147
链接 Phys.org 文章， https://phys.org/news/2024-01-generating-stable-qubits-room-temperature.html