50多年前預測的量子態發現

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有助抑制超導量子比特中的噪聲

銀原子建造結構的3D視圖。圖片來源：漢堡大學

科技日報訊（記者劉霞）德國漢堡大學物理學家在最新一期《自然》雜志上刊發論文稱，他們首次讓所謂的量子點內的電子配對，50多年前日本量子科學家從理論上預測過這種量子態。這項研究有助科學家進一步探究超導體的秘密，促進超導量子比特計算機的發展。

電子通常相互排斥，這種現象對許多材料的電阻等性能產生了巨大影響。如果電子被“黏合”在一起“成雙成對”變成玻色子，情況就會發生巨大變化。“玻色子化”的電子不像單個電子那樣相互排斥，許多可以身處相同位置或一致行動。擁有這種“玻色子化”電子對的材料最有趣的特性之一是超導性。

在本研究中，漢堡大學科學家讓一種名為量子點的人造原子內的電子配對，量子點是納米結構電子設備的最小組成部分。

為做到這一點，團隊逐一將原子內的電子“鎖”在由銀制成的小籠中，隨后，他們將鎖定的電子耦合到一個超導體上，如此一來，電子繼承了超導體的配對趨勢。而且，他們將實驗特征（一個能量非常低的光譜峰值）與日本量子科學家町田和重等人在20世紀70年代初預測的量子態聯系起來。

迄今科學家還沒有通過實驗方法直接檢測到該狀態，但荷蘭和丹麥科學家最近開展的研究表明，它有利于抑制超導量子比特中不必要的噪聲，而超導量子比特是現代量子計算機的重要組成部分。

町田和重寫信給該論文第一作者盧卡斯·施耐德博士稱，感謝他“發現”了自己在半個世紀前的舊論文并借助巧妙的方法，在實驗中證明了這一點。

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