《自然》

自旋穿梭结构中的四重奇偶校验

近日，荷兰代尔夫特理工大学的Lieven M. K. Vandersypen团队对自旋穿梭结构中的四重奇偶校验展开研究。相关研究成果发表于《自然》。

相干自旋穿梭技术的进步使得稀疏半导体自旋量子比特阵列成为实现量子处理器的一个颇具吸引力的固态平台。穿梭所实现的动态长程连接对于许多量子纠错方案也至关重要。

研究展示了一种硅自旋量子比特器件。该器件包含一条用于相干传输量子比特的输运总线，可使量子比特在4个独立位置，即总线站点之间相互作用。研究人员利用穿梭和量子非破坏性自旋测量，动态填充阵列并调谐所有单比特与双比特操作，而无需在器件大部分区域进行电荷探测，最终实现了对有效五量子比特处理器的通用控制，并选择了形成表面码稳定子方格所需的连接方式，该结构支持权重最高为四的X型和Z型奇偶校验。

研究人员利用这些奇偶校验在阵列中所有量子比特组合之间生成多量子比特纠缠，并报道了五量子比特格林伯格-霍恩-蔡林格态的真正纠缠，这是迄今用栅极定义半导体自旋构建的最大此类态之一。该工作开发的协议为稀疏自旋量子比特阵列的模块化校准和操作奠定了基础，并凸显出使用可移动自旋量子比特进行量子纠错实验的可行性。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-026-10766-3

海洋铁质施肥的气候效益和生态成本权衡

近日，美国加州大学欧文分校的Adam C. Martiny团队对海洋铁质施肥（OIF）的气候效益和生态成本权衡进行了研究。相关研究成果发表于《自然》。

OIF正被作为一种潜在的二氧化碳移除（CDR）策略进行讨论。然而，其在气候效益与生态成本之间的权衡关系仍不明确。

研究组利用一个过程丰富的海洋生物地球化学模型，并结合对海洋生物多样性与生物地球化学过程的验证，对近60年10个海洋生态系统中的施肥潜力及生态系统影响进行了量化。结果发现，不同区域在气候-生态系统权衡方面存在差异：具有相似CDR效率的生态系统，其生态结果却截然不同。南大洋和赤道太平洋通过不同途径实现了最高效率：前者通过非本地下游碳输出，后者则通过本地输出但伴随下游损失，因为施肥引发的藻华消耗了源水中的大量营养盐，抑制了非本地生产力。因此，赤道地区的施肥会减少高营养级的能量流动，扩大缺氧区（OMZs），并降低大型浮游动物的生物量。

这些生态系统影响若能将施用区域向更高纬度转移，则有可能避免。施肥后恢复实验显示，南大洋生态系统具有较强的恢复力，但由于区域铁的保留效应，赤道太平洋地区仍持续受到干扰。在气候效益与生态风险之间权衡，可划分为3个层次：南大洋效率更高/风险较低、赤道太平洋及全球施肥效率更高/风险更高、亚热带地区效率较低/风险适中。60年的施肥产生净CDR为1.1~5.3 ppm，其中超过一半在施肥结束后的几十年内重新释放。局部干预与全球结果之间的脱节，使碳信用机制难以建立，并引发公平性与治理方面的担忧。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-026-10795-y