在日本九州大學工程學院副教授柳井伸宏（Nobuhiro Yanai）及其研究團隊的努力下，在室溫下的量子相干已經實現，日本九州大學的宮田清副教授和神戶大學的小堀康弘教授對此也功不可沒。他們的研究揭示了在地球表面就能維持明確定義的量子態，不受外在幹擾的影響。

他們的科學實驗得出了一組理想的條件，”在室溫下透過微波操縱在五元子級中產生量子自旋相干性至關重要”，因為量子系統需要在不受環境幹擾的穩定狀態下運行一段時間。

小堀在一份非常詳盡的文件中披露了多部門的研究成果：”這是首次實現糾纏五元體的室溫量子相干”。這項發現的關鍵在於髮色團–一種光吸收染料分子–與金屬有機框架（MOF）–一種由金屬離子和有機配體組成的奈米多孔晶體材料–的結合。

上述的一定時間僅以奈秒為單位，因此還需要進行更多的實驗工作和進一步的改進，以延長這一狀態，形成更好的條件。

他們的研究成果標誌著量子計算和感測技術取得了重大進展。量子計算被定位為計算技術的下一個重大進步，而量子感測則是一種利用量子位元（經典計算中比特的量子類似物，可存在於0 和1 的疊加中）的量子力學特性的傳感技術。

實現量子位元可以採用多種系統，其中一個方法是利用電子的固有自旋–一種與粒子磁矩相關的量子特性。電子有兩種自旋狀態：自旋上升和自旋下降。基於自旋的量子位元可以在這兩種狀態的組合中存在，並且可以”糾纏”，從而可以從一個量子位元推斷出另一個量子位元的狀態。

利用量子糾纏態對環境雜訊極為敏感的特性，量子感測技術可望實現比傳統技術更高解析度和靈敏度的感測。然而，迄今為止，要糾纏四個電子並使其對外部分子做出反應，即利用奈米多孔MOF 實現量子感測，一直是一項挑戰。

值得注意的是，髮色團在室溫下可透過一種稱為單子裂變的過程激發具有理想電子自旋的電子。然而，室溫會導致量子位元中儲存的量子資訊失去量子疊加和糾纏。因此，通常只有在液態氮溫度下才能實現量子相干。

為了抑制分子運動並實現室溫量子相干性，研究人員在UiO 型MOF 中引入了一種基於五碳烯（由五個線性融合的苯環組成的多環芳烴）的髮色團。「這項研究中的MOF 是一種獨特的系統，可以密集地積聚髮色團。此外，晶體內部的奈米孔使髮色團能夠旋轉，但角度非常有限，」柳井說。

MOF 結構促進了並五苯單元的足夠運動，使電子從三重態過渡到五重態，同時在室溫下也充分抑制了運動，以保持五重多激子態的量子相干性。在用微波脈衝對電子進行光激發後，研究人員可以在室溫下觀察到超過100奈秒的量子相干性。小堀說：”這是糾纏五元體的首次室溫量子相干。”

雖然只觀測到了奈秒的相干性，但這些發現將為設計在室溫下產生多個量子位元的材料鋪平道路。透過尋找能誘導更多此類被抑制運動的客體分子，並開發合適的MOF結構，未來將有可能更有效率地產生五元組多激子態量子位元。這將為基於多量子閘控制和各種目標化合物的量子感測的室溫分子量子計算打開大門。