特温特大学与乌得勒支大学研究人员取得重要成果，首次证明仅用电场就能控制超窄锗烯材料中量子态的开启与关闭。研究人员能精确调节电场强度，让纳米带中特殊的“拓扑”态消失或出现。相关研究题为“超窄锗烯纳米带中零维拓扑态的电场控制”，发表在《物理评论快报》上。

量子计算机理论上速度极快、功能强大，因其使用可同时处于两种状态的量子比特，而非传统的0和1。但构建量子比特面临巨大挑战，它们对噪声敏感且易丢失信息。所以，寻找稳定材料保护脆弱量子态成为关键。锗烯作为石墨烯的“近亲”，由单层锗原子构成，呈略微波浪状排列。在极窄的锗烯纳米带(宽度为两到四个六边形)两端，会出现零维拓扑态，这些拓扑态因抗噪声能力强，是构建稳定量子比特的理想基本单元。

新研究首次表明，可通过局部电场在这些状态间切换。论文合著者、特温特大学的埃斯拉·范·特·韦斯滕德称：“我们能完全用电场控制这些拓扑终态，通过改变扫描隧道显微镜和纳米带间距离，调节局部电场，实现量子态的开启或关闭。”低电场下，极窄纳米带呈现清晰可测量的终态;电场增强，终态消失;较宽纳米带则相反，高电场下会突然展现拓扑终态。乌得勒支大学理论团队建模揭示了电场触发开关的原理，并预测不同宽度带状结构的不同行为。

这项研究是荷兰国家量子材料(QuMat)计划的一部分，该计划推动荷兰各大学合作研发量子技术新材料。特温特大学与乌得勒支大学合作紧密，特温特大学的潘特利斯·班普利斯博士表示，此项目体现了QuMat计划的意义，实验组和理论组合作，为未来量子器件设计新材料。

更多信息：作者： Lumen Eek 等人，标题：《超窄锗烯纳米带中零维拓扑态的电场控制》，发表于：《物理评论快报》 (2025)。期刊信息： Physical Review Letters ， arXiv