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堆積石墨烯創造了全新的量子態


京城熱點堆積石墨烯創造了全新的量子態。「超物質」有一種我們不知道的超能力。量子計算機的核心——量子通信的基本單位——量子位元極其脆弱,很容易...

- 2019年7月04日03時33分
- 科學文摘 / 京城熱點

京城熱點

堆積石墨烯創造了全新的量子態。

「超物質」有一種我們不知道的超能力。


量子計算機的核心——量子通信的基本單位——量子位元極其脆弱,很容易在狀態之間發生最輕微的中斷。

這使得糾錯成為量子計算機開發人員的一個主要關注點——他們需要找到一種方法來保持系統正常運行,即使單個量子位元已經損壞。不僅如此,它們還必須在沒有實際測量量子位元的情況下這樣做,因為這會破壞它們同時存在於多個狀態的能力。

但是現在,一個美國物理學家團隊使用「超材料」石墨烯發現了幾個全新的量子態,他們認為這一發現可能會導致量子計算機根本不需要糾錯。

石墨烯是一種由排列在六角形晶格中的單層碳原子組成的材料。

研究人員於2004年首次從石墨中分離出石墨烯,石墨烯是一種存在於大多數鉛筆中的礦物質。自那以後,石墨烯卓越的特性一直令他們驚嘆不已——儘管石墨烯又薄又輕,但它的強度令人難以置信,而且是一種出色的導熱體和導電體。

為他們的研究發表在《自然》雜誌上物理周一,布朗和哥倫比亞大學的研究人員堆放兩層石墨烯在另一個之上,用一層分開它們另一個二維材料——六角氮化硼——他們還纏繞在整個石墨烯三明治。


當他們用極其強大的磁場轟擊這個結構時,他們發現它產生了前所未見的量子態。

量子計算機


這些新量子態的發現本身就是一項了不起的成就——正如布朗大學物理學助理教授、研究員賈力在一份新聞稿中指出的那樣,「這些發現表明,將2D材料緊密堆積在一起會產生全新的物理學。」

然而,具體的狀態本身也很引人注目,特別是就它們在量子計算機的發展中所能發揮的作用而言。

哥倫比亞大學機械工程教授Jim Hone在新聞發布會上說:「特別令人感興趣的是,有可能存在非阿貝爾波函數的幾個新狀態——它們不太符合傳統的複合費米昂模型。」

電子非阿貝爾州能夠「記住」他們過去的位置關係,根據新聞稿,這種能力可能會導致量子計算機的創建,不需要糾錯,消除我們之間的一個主要障礙,這些令人難以置信的強大的設備。


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