量子纠缠很脆弱。室温固态体系里，电子自旋纠缠通常撑不过1微秒，噪声一冲就散。

电子太吵，核更安静

碳化硅晶体里有种原子尺度缺陷，叫色心。色心的电子自旋能存量子信息，也能用光和微波读写。

问题是，色心越靠近表面，对外部信号越敏感，量子传感越好用，表面噪声也越容易毁掉电子自旋的相干性。

团队盯上色心周围的硅原子核。天然硅里约5%是硅-29，带核自旋，能通过超精细相互作用跟电子耦合。硅-29难直接操控，但比电子自旋抗噪得多。

他们设计了一套SWAP门脉冲序列，让电子和核自旋交换量子态。先在色心电子和附近核之间制备纠缠，把纠缠转移到两个硅-29核上存着，需要读出时再映射回电子。

徐金时的话很直白：“用电子做快速控制，用核自旋做内存。”

数据有多硬

初始纠缠态保真度94%。转移到核自旋后，保真度92.5%，几乎没丢信息。

纠缠在核自旋内存里活了超过240微秒。电子自旋单独只有1微秒出头。240倍，就是这么来的。

他们还调查了200个碳化硅色心，用天然同位素丰度。超过10%的色心有两个以上强耦合核自旋，适合做量子寄存器。

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这不是碰运气挑到一个特殊缺陷，是方案在材料里普遍可用。

为什么是碳化硅

金刚石NV色心也是室温量子传感的老牌明星，但金刚石与半导体工艺兼容性差，大面积、高一致性地制备近表面色心很难。

碳化硅是第三代半导体，晶圆尺寸大、缺陷工程成熟、与现有半导体产线兼容。把量子功能做进碳化硅，未来有可能在芯片上集成量子传感单元和经典控制电路。

中国在碳化硅产业链上布局很深，衬底、外延、器件制造都有本土企业支撑。中科大在量子信息领域从量子通信到光量子计算，再到固态色心量子传感，这条线一直在往下扎。

真正的价值

这次工作属于量子节点方向。量子网络需要纠缠在节点里存得住、取得出、读得准。室温、固态、可扩展，三个词放一起，吸引力很大。

240微秒不算长。但对近表面色心在室温下的纠缠寿命来说，这是一个数量级的跨越。

更重要的是路线：不跟噪声硬扛，把信息转移到更安静的地方。电子做接口，核做仓库。这种分工可以复用到其他固态量子体系。

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