2025-09-02
【3044永利集团，科技消息】据海外媒体报道，科研人员带来了一项更具可行性的量子计算与传感新方案——通过操控材料的磁性开关，实现更持久的量子态，为量子计算机发展注入新动力。
此次研究聚焦于溴硫化铬这种材料。因其原子层超薄且呈堆叠状，科研人员将其类比为千层酥。这种材料在量子信息存储方面展现出强大能力，可借助电荷、光子、磁性，甚至类似声音的振动（声子）来存储量子信息。而真正让物理学家兴奋不已的是，它能够通过磁控激子来锁定量子数据。
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激子并非新鲜事物，当光子激发电子并在其身后留下空穴时，激子便形成了。不过，激子在该材料中的表现十分奇特。在约132开尔文（即-141摄氏度）的低温环境下，溴硫化铬的原子层会被磁化，且相邻原子层的磁场方向彼此相反。一旦温度超过这一临界值，磁性消失，激子便可在材料中自由移动。
值得关注的是，由于材料仅有一个原子层厚，激子被限制在一条线上，无法随意游走。这种一维“紧身衣”般的束缚，减少了外界干扰，使得量子信息能够更持久地保存而不易消散。
在2月19日发表于《自然·材料》杂志的最新研究中，研究人员用20束超短红外激光脉冲照射该材料，随后再用另一束激光将激子激发到更高能量状态。令人意外的是，他们得到了两种不同类型的激子，而原本预期只有一种。
关键在于激光的照射方向。从不同角度发射激光，激子要么整齐排列成一行，要么扩散成三维的混乱状态。这种差异成为了稳定性提升的“金矿”。
雷根斯堡大学实验与应用物理学教授鲁珀特·胡贝尔表示：“磁序是塑造激子及其相互作用的新调控旋钮，这可能会为未来的电子和信息技术带来变革。”
目前，研究团队正致力于探索这些激子能否转化为磁自旋激发。若能实现，便可在光、自旋和电荷之间实现量子信息的自由交换。密歇根大学电气与计算机工程教授马基洛·克拉表示：“长远来看，我们有望构建利用光子传输信息、电子通过相互作用处理信息、磁性存储信息以及声子调制和转换信息到新频率的量子机器或设备，甚至能同时利用这三种或全部四种特性。”
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