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美國研究者取得重大突破,離實現量子化又近了一步?

距離最開始被提出來,量子理論已經存在了100多年,從形成一個完整的體系開始,到現在也有70多年了。而在過去的10年中,才是人們能夠將它熟練應用的時間。但想要真正的發明出量子計算機,我們還有很多準備工作需要做,最基本的一項便是,我們要發明出能夠穩定地儲存量子信息的材料。而最近美國的研究者們有了一項新的研究結果,它可能在量子時代的進程中起到極重要的作用。

如果想要將量子信息存儲下來,最大的困難在於怎麼才能使得單個原子的能級不發生變化。研究者經過多次試驗,發現銅和銥的氧化物可能恰好就能夠解決這個問題。它可以製成六邊形的形狀,就像是由原子製成的蜂窩。而這種獨特的形狀,可以使得電子一直處于振動的狀態,不會被束縛住形成磁體。

這種材料的本質屬於晶體,但是磁性狀態下呈現出液態的形式。因為性質特殊,在它的內部沒有靜態的磁性取向,因此即使在零下273.15攝氏度,這種材料也不會被「凍成冰」。但它與普通的液體不同的地方在於,它們之間還有引力或者斥力的存在。

液態自旋量子的內部磁性情況是處於不斷變化中,在特定情況下會發生波動。這使得這種材料有了很特別的性質。但這正是研究者們所需要的材料,不僅僅是在製造量子計算機方面的應用,對於較高溫度下零電阻材料的研究也是有重要作用的。更重要的是,研究者們取得的這些研究結果,可以為他人進一步的研究提供了一個全新的方法。

在同樣的實驗條件下,研究者可以得到各種不同的液態的自旋量子材料。目前Intel公司已經成功的製造出了17位量子測試晶元,並已交付合作公司進行測試。因此這次的成果,將會是量子計算中重要的轉折。


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