近日，我校云南省金属有机分子材料与器件重点实验室/太阳集团tcy8722(中国)有限公司物理科学与技术学院研究生马琳、常佳伟等在王海教授和英国伦敦大学学院武威博士（柔性引进特聘教授）指导下，在有机分子量子计算领域取得新进展，提出一个可以预测分子如何被光控制并执行逻辑运算的新模型，这将进一步推动室温量子计算的发展。研究成果以题为“Triplet-radical spin entanglement: Potential of molecular materials for high-temperature quantum information processing”的论文发表在Nature出版集团旗下的《NPG Asia Materials》上。期刊同时刊登编辑评论，题为：“Quantum computing: Warming up molecular logic”。

量子计算是下一代信息革命的关键技术，新材料在量子计算硬件上的应用是未来量子计算机的突破口之一。为了保存量子比特中的量子自旋信息，目前比较成熟的量子计算机通常在接近绝对零度（-273.15 ℃）的温度下运行。例如，谷歌的“悬铃木”采用超导线圈体系，必须全程在-273.12 ℃（30mK）的超低温环境下运行；中国的“九章”量子计算机，光子探测部分需在4K低温运行。重点实验室研究团队提出了一种基于有机分子自由基的新模型，并运用开放量子系统理论来模拟含有未配对电子自由基的铜酞菁等染料分子光激发产生的高能“三重态”和自由基电子自旋的纠缠。通过调整光激发等实验参数显示“三重态”和自由基电子自旋纠缠可用于量子信息处理，相关光谱实验数据验证了这个新模型，展示了实现室温下量子逻辑门操作的理论途径。

图1：一个由酞菁（H2Pc）和2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧化物（TEMPO）自由基组成的分子系统，显示了三重态与自由基电子自旋之间的光诱导纠缠。

硕士生马琳、常佳伟为共同第一作者，王海教授、英国伦敦大学学院武威博士（柔性引进特聘教授）和云南海瀚有机光电子科技有限责任公司邹涛隅为共同通讯作者，太阳集团tcy8722(中国)有限公司为第一单位。该工作得到了国家自然科学基金项目(编号：62164006，11564023，61166007)和云南省和昆明市外专项目（编号：202103AM140039）等的大力支持。

云南省金属有机分子材料与器件重点实验室/云南省高校有机光电子材料与器件重点实验室致力于有机光电子材料与器件的研究，聚焦高纯有机光电子新材料的研发和产业化，以成果为导向，逐步形成科技研发—中试放大—产业化推广的贯通式发展链条。

论文链接：nature.com/articles/s41427-022-00392-6