پژوهشگران نوعی کیوبیت مولکولی تازه ساخته‌اند که می‌تواند رایانه‌های کوانتومی را از طریق فناوری‌های موجود مخابراتی به هم متصل کند و زمینه ایجاد اینترنت کوانتومی آینده را فراهم سازد. این کیوبیت با استفاده از عنصر نادر اربیوم ساخته شده و به دلیل ویژگی‌های نوری و مغناطیسی خود قادر است اطلاعات کوانتومی را در همان طول‌موج‌هایی منتقل کند که شبکه‌های فیبر نوری از آن استفاده می‌کنند.
به دلیل کارکرد در طول‌موج‌های مخابراتی، امکان ادغام این کیوبیت با تراشه‌های سیلیکونی بیشتر است و می‌تواند مسیر ساخت دستگاه‌های کوانتومی کوچک‌تر و فشرده‌تر را هموار کند. نتایج این کار در تاریخ ۲ اکتبر در نشریه Science منتشر شد و این فناوری به عنوان یک سازه نویدبخش برای مقیاس‌پذیری فناوری‌های کوانتومی معرفی شد؛ از ارتباطات فوق‌امن گرفته تا شبکه‌های دوربرد رایانه‌های کوانتومی که به عنوان اینترنت کوانتومی شناخته می‌شوند.
در سال‌های اخیر تلاش‌های گسترده‌ای برای توسعه فناوری مورد نیاز اینترنت کوانتومی انجام شده است؛ از جمله ساخت تراشه‌ای در سپتامبر که امکان ارسال سیگنال‌های کوانتومی از طریق کابل‌های فیبر نوری واقعی را فراهم می‌کند. در این پژوهش جدید تمرکز بر ایجاد نوعی کیوبیت تازه بود که بتواند انتقال داده را تسهیل کند.
کیوبیت‌ها واحد پایه اطلاعات کوانتومی هستند و برخلاف بیت‌های کلاسیک که فقط صفر یا یک‌اند، می‌توانند هم‌زمان در چند حالت باشند؛ وضعیتی که بر پایه اصل برهم‌نهی تعریف می‌شود. شکل‌های رایج کیوبیت شامل کیوبیت‌های ابررسانا، یون‌های به دام‌افتاده و کیوبیت‌های فوتونی است. کیوبیت‌های مولکولی از مولکول‌های منفرد ساخته می‌شوند و حالت کوانتومی آن‌ها توسط چرخش الکترون تعریف می‌شود که می‌تواند صفر، یک یا برهم‌نهی هر دو باشد.
آنچه کیوبیت مبتنی بر اربیوم را متمایز می‌کند این است که هم مانند کیوبیت چرخشی عمل می‌کند و هم مانند کیوبیت فوتونی؛ یعنی اطلاعات را به صورت مغناطیسی ذخیره کرده و با سیگنال‌های نوری قابل خواندن است. در آزمایش‌ها نشان داده شد که چرخش اتم اربیوم می‌تواند در حالت برهم‌نهی کنترل‌شده قرار گیرد و از آنجا که حالت چرخش بر طول‌موج نور منتشرشده اثر می‌گذارد، خوانش حالت‌های کوانتومی با روش‌هایی مانند طیف‌سنجی نوری امکان‌پذیر شد. همچنین توضیح داده شد که اطلاعات می‌تواند در حالت مغناطیسی ذخیره شود و سپس با نوری در طول‌موج‌های سازگار با فناوری فیبر نوری و مدارهای فوتونی سیلیکونی بازیابی گردد.
عملکرد در طول‌موج‌های مخابراتی دو مزیت کلیدی دارد؛ نخست آنکه سیگنال‌ها می‌توانند با کمترین افت در مسافت‌های طولانی حرکت کنند که برای انتقال داده کوانتومی ضروری است. دوم آنکه نور در این طول‌موج‌ها به‌راحتی از سیلیکون عبور می‌کند و بدون جذب شدن به اجزا و آشکارسازهای زیرسطحی می‌رسد؛ بنابراین این کیوبیت برای سخت‌افزارهای مبتنی بر تراشه مناسب است.
هر کیوبیت از یک مولکول منفرد ساخته می‌شود که حدود صد هزار برابر کوچک‌تر از قطر موی انسان است و از آنجا که ساختارشان با شیمی سنتزی قابل تنظیم است، می‌توان آن‌ها را در محیط‌هایی به کار برد که دیگر انواع کیوبیت قابل استفاده نیستند؛ از جمله در دستگاه‌های حالت جامد یا حتی داخل سلول‌های زنده.
این سطح از کنترل می‌تواند به حل یکی از چالش‌های بزرگ مهندسی کوانتومی یعنی سازگاری فناوری‌های موجود با سامانه‌های کوانتومی کمک کند. به گفته پژوهشگران، ادغام این کیوبیت‌ها در دستگاه‌های روی‌تراشه می‌تواند افق‌های تازه‌ای در کنترل، آشکارسازی و اتصال مولکول‌ها بگشاید.
