量子技術(shù)領(lǐng)域重大突破！科學(xué)家實(shí)驗(yàn)?zāi)M出量子自旋液體

1973年，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主菲利普·沃倫·安德森（Philip Warren Anderson）首次提出了一種新物質(zhì)狀態(tài)—量子自旋液體。因其具有不同性質(zhì)，所以在高溫超導(dǎo)和量子計(jì)算機(jī)等量子技術(shù)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

然而，近50年來，從未有人見過這種物質(zhì)狀態(tài)。近日，哈佛大學(xué)一個(gè)物理學(xué)家團(tuán)隊(duì)在《科學(xué)》上發(fā)表了一篇論文，表示他們終于通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M并分析了這種奇異的物質(zhì)狀態(tài)。這一成果標(biāo)志著人們對量子自旋液體的神秘本質(zhì)有了全新理解，向能夠按需創(chuàng)造出這種難以捉摸的新物質(zhì)狀態(tài)邁出了一大步。

量子自旋液體與水等日常液體沒有任何關(guān)系，而是與磁鐵和其中電子旋轉(zhuǎn)的方式有關(guān)。在普通磁鐵中，當(dāng)溫度降到一定溫度以下時(shí)，電子就會(huì)穩(wěn)定下來，形成一塊具有磁性的固體物質(zhì)。在量子自旋液體中，電子在冷卻時(shí)不穩(wěn)定，不會(huì)形成固體，并且在不斷變化和波動(dòng)，如同液體一般。

研究人員表示，從這項(xiàng)研究中學(xué)到的知識(shí)有朝一日可能會(huì)為設(shè)計(jì)更好的量子材料和技術(shù)提供幫助。更具體地說，量子自旋液體的奇異性質(zhì)可能是創(chuàng)造更穩(wěn)定的量子比特（即拓?fù)淞孔颖忍兀┑年P(guān)鍵，這種量子比特有望抵抗噪音和外部干擾。學(xué)習(xí)如何創(chuàng)造和使用這樣的拓?fù)淞孔颖忍兀馕吨驅(qū)崿F(xiàn)可靠的量子計(jì)算機(jī)邁出重要一步。

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