【CNMO科技消息】據(jù)海外媒體報道，科研人員帶來了一項更具可行性的量子計算與傳感新方案——通過操控材料的磁性開關(guān)，實現(xiàn)更持久的量子態(tài)，為量子計算機發(fā)展注入新動力。
此次研究聚焦于溴硫化鉻這種材料。因其原子層超薄且呈堆疊狀，科研人員將其類比為千層酥。這種材料在量子信息存儲方面展現(xiàn)出強大能力，可借助電荷、光子、磁性，甚至類似聲音的振動（聲子）來存儲量子信息。而真正讓物理學(xué)家興奮不已的是，它能夠通過磁控激子來鎖定量子數(shù)據(jù)。
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激子并非新鮮事物，當(dāng)光子激發(fā)電子并在其身后留下空穴時，激子便形成了。不過，激子在該材料中的表現(xiàn)十分奇特。在約132開爾文（即-141攝氏度）的低溫環(huán)境下，溴硫化鉻的原子層會被磁化，且相鄰原子層的磁場方向彼此相反。一旦溫度超過這一臨界值，磁性消失，激子便可在材料中自由移動。
值得關(guān)注的是，由于材料僅有一個原子層厚，激子被限制在一條線上，無法隨意游走。這種一維“緊身衣”般的束縛，減少了外界干擾，使得量子信息能夠更持久地保存而不易消散。
在2月19日發(fā)表于《自然·材料》雜志的最新研究中，研究人員用20束超短紅外激光脈沖照射該材料，隨后再用另一束激光將激子激發(fā)到更高能量狀態(tài)。令人意外的是，他們得到了兩種不同類型的激子，而原本預(yù)期只有一種。
關(guān)鍵在于激光的照射方向。從不同角度發(fā)射激光，激子要么整齊排列成一行，要么擴散成三維的混亂狀態(tài)。這種差異成為了穩(wěn)定性提升的“金礦”。
雷根斯堡大學(xué)實驗與應(yīng)用物理學(xué)教授魯珀特·胡貝爾表示：“磁序是塑造激子及其相互作用的新調(diào)控旋鈕，這可能會為未來的電子和信息技術(shù)帶來變革?！?/p>
目前，研究團隊正致力于探索這些激子能否轉(zhuǎn)化為磁自旋激發(fā)。若能實現(xiàn)，便可在光、自旋和電荷之間實現(xiàn)量子信息的自由交換。密歇根大學(xué)電氣與計算機工程教授馬基洛·克拉表示：“長遠來看，我們有望構(gòu)建利用光子傳輸信息、電子通過相互作用處理信息、磁性存儲信息以及聲子調(diào)制和轉(zhuǎn)換信息到新頻率的量子機器或設(shè)備，甚至能同時利用這三種或全部四種特性?！?/p>
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