NVision、光インターフェースを備えた単一分子量子ビットをNatureで発表 HyperLightと提携
NVisionのNature論文は、単一のカルベン分子がアドレス可能なスピン-光子インターフェースとして機能することを示した。同社は量子ビットをHyperLightのTFLNチップに統合する。
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ウルムを拠点とする NVision は、単一の有機分子を光インターフェース付きのスピン量子ビットとして準備・制御・読み出しできることを示す査読付き論文を Nature に発表しました。あわせて同社は、これらの分子量子ビットを薄膜ニオブ酸リチウム（TFLN）フォトニック集積回路上に配置するため、HyperLight との提携を発表しました。最初の試作チップは2026年第4四半期に登場する見込みです。
論文が示したこと
オープンアクセス論文 A single-molecule spin–photon interface は2026年10月28日に公開され、NVision Quantum Technologies、ウルム大学、エルサレム・ヘブライ大学の研究者が執筆しました。量子ビットは三重項基底状態を持つカルベン分子で、構造の合ったケトンのホスト結晶に埋め込まれています。光でスピンを活性化・初期化・読み出しし、マイクロ波で制御します。
4.5 Kで、チームは次の結果を報告しています。
- 単一エミッターと整合する光子統計。測定された g⁽²⁾(0) は約0.14。
- 単一分子の光学線幅は38 MHzで、1時間以上にわたり線位置のドリフトは約2.4〜2.6 MHz（標準偏差）にとどまる。
- XY8動的デカップリング下でのスピンコヒーレンス2.2ミリ秒、スピン緩和時間21ミリ秒。
著者らは、これらの単一分子スピンの値が分子量子ビットのアンサンブルでの従来結果を1桁以上上回ると述べています。ゼロフォノン線への総合的な発光効率は約2.1%と推定され、ダイヤモンド中の窒素-空孔中心に匹敵するとしています。利益相反の声明では、著者の大半がNVisionの従業員で、数人が株主であると記されています。
HyperLightとの提携
共同発表によると、両社はNVisionの分子量子ビットを薄膜としてHyperLightのTFLNフォトニックチップ上に直接成膜し、HyperLightのTFLN Chiplet技術を量子ハードウェアへと広げます。論文自体もこの道筋を示しており、分子は超薄膜に加工でき、ニオブ酸リチウムなどの材料で作られた既製のフォトニック回路上に配置できるとしています。
HyperLightの共同創業者でカスタム開発責任者のKevin Luke氏は、光による相互接続は「量子プロセッサーのスケールアップに不可欠」だと述べました。
NVisionのロードマップに関する主張
NVisionによると、カルベン系にたどり着くまでに150以上の候補分子を計算でスクリーニングし、40種類を合成しました。同社は2026年末までにフォトニックチップ上での動作をライブで実演することを目指しています。発表によれば、長期計画では1,000個の物理量子ビットを実現し、その後2030年までに1チップ上で1,000個の誤り耐性論理量子ビットへ進むとしています。NVisionはまた、自社アーキテクチャが最大70%の光子損失に耐えられると主張しています。これらのロードマップと損失耐性の数字は同社の主張であり、査読付き論文の内容ではありません。
NVisionはブログ記事で、同社のPIQCアーキテクチャでは電子スピンが光とのインターフェースとして働き、同じ分子に組み込まれた核スピンが長寿命メモリとなる設計だと説明しています。Nature論文が実証したのは電子スピンの役割です。
なぜ重要か
論文は、ダイヤモンドのカラーセンターなどの固体欠陥を、現在主流のスピン-光子インターフェースと位置づけています。化学的に設計され、同一のコピーとして製造でき、標準的なフォトニックチップ上に配置できる分子は、ネットワーク化された量子プロセッサーを構築する別の道を開く可能性があります。ただし、これは4.5 Kでの単一分子による初期段階の実証です。著者らは、輝度、量子効率、動作温度のさらなる改善と、より長い保存のための核スピンメモリの研究が必要だと指摘しています。
今後の注目点
次に注目すべき節目は、NVisionとHyperLightによる最初の試作チップ、そしてNVisionが約束どおり2026年末までにチップ上での分子量子ビットの動作を示せるかどうかです。
出典
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