金屬內(nèi)觀察到數(shù)十億個(gè)電子量子糾纏 有望促進(jìn)量子信息和超導(dǎo)技術(shù)發(fā)展

美國(guó)和奧地利科學(xué)家在最新一期《科學(xué)》雜志刊文稱，他們?cè)诹孔优R界材料內(nèi)觀察到數(shù)十億個(gè)流動(dòng)電子之間的量子糾纏，這是糾纏導(dǎo)致量子臨界性迄今最有力的直接證據(jù)，有望促進(jìn)量子信息和超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展。

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)16日?qǐng)?bào)道，在最新研究中，科學(xué)家們檢查了由鐿、銠、硅組成的材料YbRh2Si2在接近并越過(guò)兩個(gè)量子相臨界點(diǎn)時(shí)的電磁行為，發(fā)現(xiàn)了該金屬內(nèi)數(shù)十億個(gè)流動(dòng)電子間的量子糾纏。研究合作者、萊斯大學(xué)的斯其苗說(shuō)，這是糾纏導(dǎo)致量子臨界性迄今最有力的直接證據(jù)。

為制造超純YbRh2Si2薄膜，維也納工業(yè)大學(xué)研究人員開(kāi)發(fā)出一種極復(fù)雜的材料合成技術(shù)。在接近絕對(duì)零度時(shí)，該材料能發(fā)生相變，從形成磁序的量子相“變身”為不形成磁序的量子相。隨后，萊斯大學(xué)的李新偉(音譯)在零下271.75攝氏度附近對(duì)薄膜展開(kāi)太赫茲光譜實(shí)驗(yàn)，揭示了當(dāng)YbRh2Si2薄膜冷卻到一個(gè)量子臨界點(diǎn)時(shí)的導(dǎo)光性。

斯其苗說(shuō)：“在量子臨界點(diǎn)，傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，只有自旋部分才是臨界點(diǎn)。但如果電荷部分和自旋部分發(fā)生量子糾纏，那么電荷部分也變得至關(guān)重要。在最新研究中，我們?cè)诖帕孔优R界點(diǎn)探測(cè)到電荷部分，發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致量子臨界性的量子糾纏非常直接的新證據(jù)。”

斯其苗是萊斯大學(xué)量子材料中心主任，他指出，量子糾纏是存儲(chǔ)和處理量子信息的基礎(chǔ)。同時(shí)，科學(xué)家認(rèn)為，量子臨界性可以導(dǎo)致高溫超導(dǎo)性。因此，最新研究可為量子信息和高溫超導(dǎo)技術(shù)提供平臺(tái)，促進(jìn)這兩大技術(shù)的發(fā)展，為計(jì)算、通信等領(lǐng)域的新技術(shù)打開(kāi)大門。(記者劉霞)

關(guān)鍵詞： 金屬 電子量子糾纏