
发布日期:2025-06-28 00:04 点击次数:184
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MIT 物理学家展示了一种可能性,即创造一种不错操控的奇异物资体式,从而构建往常量子预备机的量子比特(qubit)基本模块。这些往常的量子预备机将比现时正在研发的量子预备机更重大。
这项磋议基于前年发现的一类材料,这些材料中存在不错分手为自己分数的电子,且蹙迫的是,这照旧由无需欺诈磁场。
电子分数化这一怡悦最早于 1982 年被发现,并因此取得诺贝尔奖。然则,其时的磋议需要欺诈磁场。而如今,无需磁场即可生因素数化电子的智力,不仅为基础磋议带来了新的可能性,也使这些材料在欺诈中更具实用价值。
当电子分手为自己的分数时,这些分数被称为任性子(anyons)。任性子有多种类型或类别。2023 年发现的任性子被称为阿贝尔任性子(Abelian anyons)。而咫尺,在 10 月 17 日的 Physical Review Letters 中,MIT 磋议团队指出,有可能创造最奇异的一类任性子——非阿贝尔任性子(non-Abelian anyons)。
“非阿贝尔任性子具有令东说念主咋舌的智力熟女吧,它们不错‘记着’我方的时空轨迹;这种顾虑效应在量子预备中相配有效,”MIT 物理系教育、该磋议的厚爱东说念主 Liang Fu 暗意。
夫妻性爱技巧Fu 进一步指出,“2023 年对于电子分数化的实验着力远远超出了表面预期。我的感受是,表面学家应该愈加斗胆一些。”
Fu 教育同期附庸于 MIT 材料磋议实验室。他的磋议团队成员包括MIT物理系的磋议生 Aidan P. Reddy 和 Nisarga Paul,以及博士后 Ahmed Abouelkomsan。Reddy 和 Paul 是 Physical Review Letters 论文的共同第一作家。
这项磋议以及两项相关磋议也被 Physics Magazine 在 10 月 17 日的报说念中说起。Ryan Wilkinson 在著作中写说念:“如若这一筹商得到实验考证,可能会导致愈加可靠的量子预备机,这些预备机八成推行更庸俗的任务……表面学家已经建议了一些步履,不错将非阿贝尔景色回荡为可操作的量子比特,并操控这些景色的引发以结束正经的量子预备。”
现时的磋议受到了二维材料(仅由一层或几层原子构成的材料)鸿沟最新通晓的启发。“统共这个词二维材料的宇宙相配好奇景仰好奇景仰,因为你不错堆叠它们、扭转它们,像玩乐高同样组合出多样具有独到性质的层叠结构,”Paul 说。这些层叠结构被称为莫尔材料(moiré materials)。
任性子只可酿成于二维材料中。那么,它们能否在莫尔材料中酿成呢?2023 年的实验初度显露这是可能的。不久之后,由 MIT 物理系助理教育 Long Ju 指点的磋议团队讲演了另一种莫尔材料中的任性子笔据。(Fu 和 Reddy 也参与了 Ju 的磋议。)
在咫尺的磋议中,物理学家们讲明注解,在由原子级薄层二碲化钼构成的莫尔材料中,有可能生成非阿贝尔任性子。Paul 暗意,“比年来,莫尔材料已经展现出许多迷东说念主的物资相位,而咱们的磋议标明,非阿贝尔相位也不错被加入到这个列表中。”
Reddy 补充说念,“咱们的磋议标明,当电子以每个晶胞 3/2 或 5/2 的密度添加时,它们不错组织成一种别有寰宇的量子态,这种量子态八成容纳非阿贝尔任性子。”
Reddy 暗意,这项使命令东说念主怡悦,部分原因在于“每每在解读实验着力时会有奥秘之处,这些着力究竟讲明了什么,需要深化念念考。是以念念考咱们相沿非阿贝尔任性子的论点是很好奇景仰好奇景仰的。”
Paul 说,“这个样子涵盖了相配具体的数值预备和相配空洞的表面,并将两者相关起来。我从我的联接者那儿学到了许多好奇景仰好奇景仰的主题。”
这项磋议得到了好意思国空军科学磋议办公室的资助熟女吧。作家还感谢 MIT SuperCloud 和林肯实验室超等预备中心、卡夫利表面物理磋议所、Knut 和 Alice Wallenberg 基金会以及西蒙斯基金会的相沿。