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過去十年裡,量子理論研究推動了量子計算領域的跨越式發展。然而在真正的量子計算機誕生前,仍有很多問題亟待解決,其中尋找長時間存儲量子信息的材料就是重中之重。最近,美國科學家公佈了一項新的研究。外媒稱,這項成果將為世界進入量子時代鋪上嶄新的道路。
量子信息存儲的挑戰在於如何保持單個原子的量子態。來自美國英特爾的研究人員通過實驗得出,銅、銥的氧化物可能是實現通信所需的材料。銅環形花崗岩具有幾何六邊形形狀,就像由原子製成的蜂窩一樣。這些特殊的幾何形狀,使得電子不停地震動,不受束縛並形成磁體,這種現象被稱為“磁挫折”。
該材料佔據異常相位,稱為“液態自旋量子”(Herbertsmithite)。他實際上是一種晶體,但磁態卻呈現出液態。這種特殊的物質內部不存在靜態的磁性取向,即使溫度達到絕對零度,也不會 “凍結”。但與普通液體不同的是,液態自旋量子粒子間有強相互作用。
液態自旋量子內部的磁狀態總在不斷變化,當磁矩與周圍電子互動時就會發生波動。這些特性使得這種材料具有了不尋常的特徵,例如遠距糾纏。而量子計算機需要的正是這種特殊的材料,它不僅可用於未來量子計算機,還可運用於高溫超導體,更重要的是研究結果提供了建立更多實例的開創性方法。
通過相同的實驗條件,科學家就可以製備出各種新型的液態自旋量子材料。目前英特爾已經宣佈成功地製造了用於量子計算的17位量子超導測試芯片,並提交給量子研究合作伙伴QuTech進行進一步測試。
不得不說,這一成果將給高溫超導技術和量子計算掀起一場革命,成為量子領域的一塊重要“墊腳石”,使量子計算成為真正革命性的技術!
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