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50多年前預(yù)測(cè)的量子態(tài)發(fā)現(xiàn)

2023-08-21 16:10:38來源： 科技日?qǐng)?bào)

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德國(guó)漢堡大學(xué)物理學(xué)家在最新一期《自然》雜志上刊發(fā)論文稱，他們首次讓所謂的量子點(diǎn)內(nèi)的電子配對(duì)，50多年前日本量子科學(xué)家從理論上預(yù)測(cè)過這種量子態(tài)。這項(xiàng)研究有助科學(xué)家進(jìn)一步探究超導(dǎo)體的秘密，促進(jìn)超導(dǎo)量子比特計(jì)算機(jī)的發(fā)展。

電子通常相互排斥，這種現(xiàn)象對(duì)許多材料的電阻等性能產(chǎn)生了巨大影響。如果電子被“黏合”在一起“成雙成對(duì)”變成玻色子，情況就會(huì)發(fā)生巨大變化?！安Ｉ踊钡碾娮硬幌駟蝹€(gè)電子那樣相互排斥，許多可以身處相同位置或一致行動(dòng)。擁有這種“玻色子化”電子對(duì)的材料最有趣的特性之一是超導(dǎo)性。

在本研究中，漢堡大學(xué)科學(xué)家讓一種名為量子點(diǎn)的人造原子內(nèi)的電子配對(duì)，量子點(diǎn)是納米結(jié)構(gòu)電子設(shè)備的最小組成部分。

為做到這一點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)逐一將原子內(nèi)的電子“鎖”在由銀制成的小籠中，隨后，他們將鎖定的電子耦合到一個(gè)超導(dǎo)體上，如此一來，電子繼承了超導(dǎo)體的配對(duì)趨勢(shì)。而且，他們將實(shí)驗(yàn)特征（一個(gè)能量非常低的光譜峰值）與日本量子科學(xué)家町田和重等人在20世紀(jì)70年代初預(yù)測(cè)的量子態(tài)聯(lián)系起來。

迄今科學(xué)家還沒有通過實(shí)驗(yàn)方法直接檢測(cè)到該狀態(tài)，但荷蘭和丹麥科學(xué)家最近開展的研究表明，它有利于抑制超導(dǎo)量子比特中不必要的噪聲，而超導(dǎo)量子比特是現(xiàn)代量子計(jì)算機(jī)的重要組成部分。

町田和重寫信給該論文第一作者盧卡斯·施耐德博士稱，感謝他“發(fā)現(xiàn)”了自己在半個(gè)世紀(jì)前的舊論文并借助巧妙的方法，在實(shí)驗(yàn)中證明了這一點(diǎn)。（劉霞）

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