量子计算机因其潜在能力备受瞩目，其核心组件量子比特能通过多种方式实现，如利用原子能级或电子自旋。然而，在制造量子比特过程中，研究人员面临速度与相干时间难以兼顾的难题：量子比特需与环境隔离以维持量子叠加态，但快速驱动又需强环境相互作用，这往往导致相干时间缩短。

巴塞尔大学多米尼克·宗布尔教授带领的团队，在《自然通讯》发表最新研究成果，成功调整自旋量子比特，实现速度与相干时间同步提升。研究第一作者Miguel J. Carballido博士介绍：“我们探索了智能‘踩油门’的方式，而非简单加速。”团队构建微型装置，利用半导体材料锗制成导线，并涂覆薄层硅，通过移除电子形成“空穴”，其行为类似气泡。

理论物理学家团队此前预测，特定自旋轨道耦合机制可实现更快驱动速度与更长相干时间。巴塞尔大学研究人员利用这一机制，通过电控自旋轨道耦合，即运动的带电粒子产生磁场并与粒子自旋相互作用，影响其能量。通过向纳米线施加电压，他们控制空穴能级混合状态，发现特定混合下存在平台期，此时加大驱动力度不会加速，反而减慢，同时减少环境电场涨落对量子比特的影响，从而延长相干时间。

Carballido博士表示：“我们成功将量子比特相干时间提高四倍，驱动速度提升三倍。”此外，该技术操作温度相对较高，仅需1.5开尔文，降低了能耗与对稀有氦-3的依赖。目前，这一“平台技巧”仅适用于特定纳米线，但团队希望未来能拓展至二维半导体及其他量子比特类型，为构建更强大的量子计算机奠定基础。

更多信息： Miguel J. Carballido 等人，《量子比特速度与相干性的无妥协扩展》，《自然通讯》(2025)。期刊信息： 《自然通讯》