NVision zeigt in Nature ein Einzelmolekül-Qubit mit photonischer Schnittstelle und kooperiert mit HyperLight
NVisions Nature-Artikel zeigt ein einzelnes Carben-Molekül als adressierbare Spin-Photon-Schnittstelle; das Unternehmen will die Qubits auf TFLN-Chips von HyperLight integrieren.
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Das Ulmer Unternehmen NVision hat in Nature eine begutachtete Arbeit veröffentlicht, die zeigt, dass sich ein einzelnes organisches Molekül als Spin-Qubit mit optischer Schnittstelle präparieren, steuern und auslesen lässt. Zusammen mit der Veröffentlichung kündigte das Unternehmen eine Partnerschaft mit HyperLight an, um diese molekularen Qubits auf photonische integrierte Schaltungen aus Dünnschicht-Lithiumniobat (TFLN) zu bringen. Erste Prototyp-Chips werden im vierten Quartal 2026 erwartet.
Was die Arbeit zeigt
Die frei zugängliche Arbeit A single-molecule spin–photon interface erschien am 28. Oktober 2026; die Autoren stammen von NVision Quantum Technologies, der Universität Ulm und der Hebräischen Universität Jerusalem. Das Qubit ist ein Carben-Molekül mit Triplett-Grundzustand, eingebettet in einen Wirtskristall aus einem strukturell passenden Keton. Mit Licht wird der Spin aktiviert, initialisiert und ausgelesen, mit Mikrowellen wird er gesteuert.
Bei 4,5 K berichtet das Team:
- eine Photonenstatistik, die mit einem einzelnen Emitter übereinstimmt, mit einem gemessenen g⁽²⁾(0) von etwa 0,14;
- eine optische Linienbreite von 38 MHz für ein einzelnes Molekül, wobei die Linienposition über mehr als eine Stunde nur um etwa 2,4–2,6 MHz (Standardabweichung) driftet;
- eine Spinkohärenz von 2,2 ms unter dynamischer XY8-Entkopplung und eine Spin-Relaxationszeit von 21 ms.
Die Autoren schreiben, dass diese Einzelmolekül-Spinwerte frühere Ensemble-Ergebnisse für molekulare Qubits um mehr als eine Größenordnung übertreffen. Die kombinierte Emissionseffizienz in die Null-Phononen-Linie schätzen sie auf etwa 2,1 % und bezeichnen sie als vergleichbar mit dem Stickstoff-Fehlstellen-Zentrum in Diamant. Laut der Erklärung zu Interessenkonflikten sind die meisten Autoren bei NVision angestellt, mehrere sind Anteilseigner.
Die Partnerschaft mit HyperLight
Laut der gemeinsamen Mitteilung werden die Unternehmen NVisions molekulare Qubits als Dünnschicht direkt auf die photonischen TFLN-Chips von HyperLight aufbringen und so HyperLights TFLN-Chiplet-Technologie auf Quantenhardware ausweiten. Die Arbeit selbst weist auf diesen Weg hin: Die Moleküle ließen sich zu ultradünnen Filmen verarbeiten und auf vorgefertigte photonische Schaltungen aus Materialien wie Lithiumniobat aufbringen.
Kevin Luke, Mitgründer von HyperLight und Leiter der kundenspezifischen Entwicklung, sagte, photonische Vernetzung sei „unerlässlich für die Skalierung von Quantenprozessoren“.
NVisions Roadmap-Versprechen
NVision gibt an, mehr als 150 Kandidatenmoleküle rechnerisch geprüft und 40 synthetisiert zu haben, um zum Carben-System zu gelangen. Bis Ende 2026 strebt das Unternehmen eine Live-Demonstration auf photonischen Chips an. Der längerfristige Plan sieht laut Mitteilung 1.000 physische Qubits und danach den Weg zu 1.000 logischen, fehlertoleranten Qubits auf einem Chip bis 2030 vor. Zudem erklärt NVision, seine Architektur toleriere bis zu 70 % Photonenverlust. Diese Roadmap- und Verlusttoleranzangaben sind Unternehmensaussagen und nicht Teil der begutachteten Arbeit.
In einem Blogbeitrag erläutert NVision, dass in seiner PIQC-Architektur der Elektronenspin als Schnittstelle zum Licht dient. Kernspins, die in dasselbe Molekül eingebaut sind, sollen als langlebige Speicher fungieren. Die Nature-Arbeit demonstriert die Rolle des Elektronenspins.
Warum das wichtig ist
Die Arbeit bezeichnet Festkörperdefekte wie Farbzentren in Diamant als die heute führenden Spin-Photon-Schnittstellen. Ein chemisch entworfenes Molekül, das sich in identischen Kopien herstellen und auf Standard-Photonikchips aufbringen lässt, wäre ein anderer Weg zu vernetzten Quantenprozessoren. Es handelt sich allerdings um eine frühe Einzelmolekül-Demonstration bei 4,5 K. Die Autoren nennen weitere Arbeit an Helligkeit, Quantenausbeute und Betriebstemperatur sowie Kernspinspeicher für längere Speicherzeiten.
Worauf zu achten ist
Als Nächstes gilt es, die ersten Prototyp-Chips von NVision und HyperLight zu beobachten und ob NVision wie angekündigt noch vor Ende 2026 den Betrieb molekularer Qubits auf dem Chip zeigen kann.
Quellen
Die Informationen auf dieser Seite stammen aus den unten aufgeführten Quellen und wurden von DesignQuantum abgerufen.