量子技术领域重大突破!科学家实验模拟出量子自旋液体

量子技术领域重大突破!科学家实验模拟出量子自旋液体
2021年12月03日 16:06 前瞻经济学人APP

1973年,诺贝尔物理学奖得主菲利普·沃伦·安德森(Philip Warren Anderson)首次提出了一种新物质状态—量子自旋液体。因其具有不同性质,所以在高温超导和量子计算机等量子技术领域有着广阔的应用前景。

然而,近50年来,从未有人见过这种物质状态。近日,哈佛大学一个物理学家团队在《科学》上发表了一篇论文,表示他们终于通过实验模拟并分析了这种奇异的物质状态。这一成果标志着人们对量子自旋液体的神秘本质有了全新理解,向能够按需创造出这种难以捉摸的新物质状态迈出了一大步。

量子自旋液体与水等日常液体没有任何关系,而是与磁铁和其中电子旋转的方式有关。在普通磁铁中,当温度降到一定温度以下时,电子就会稳定下来,形成一块具有磁性的固体物质。在量子自旋液体中,电子在冷却时不稳定,不会形成固体,并且在不断变化和波动,如同液体一般。

研究人员表示,从这项研究中学到的知识有朝一日可能会为设计更好的量子材料和技术提供帮助。更具体地说,量子自旋液体的奇异性质可能是创造更稳定的量子比特(即拓扑量子比特)的关键,这种量子比特有望抵抗噪音和外部干扰。学习如何创造和使用这样的拓扑量子比特,意味着向实现可靠的量子计算机迈出重要一步。

前瞻经济学人APP资讯组

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