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室温下半导体内的粒子实现了量子纠缠

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来源: 作者: 2019-05-16 23:32:14

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科学家们已利用大型磁场或化学反应,在零下270摄氏度的温度下,在固体和液体内实现了量子纠缠。现在,美国科学家利用小磁铁,在室温下让半导体内的粒子实现了量子纠缠,最新研究有助于更高性能量子装备的研制。

量子力学是现代物理学的理论基石之一,纠缠是量子力学专家们预测的最奇异的现象之一。量子纠缠理论认为,两个粒子能出现“心灵感应”——其中一个粒子状态的变化会立刻影响另外一粒子的状态,不管它们近在咫尺还是远隔天涯。科学家已通过无数实验证明量子纠缠是真实的,并试图利用其来研发未来的量子计算机、量子通讯和高精度的量子传感器等设备。

但一项新研究的负责人、芝加哥分子工程学院(由芝加哥大学和美国阿拉贡国家实验室携手创办)硕士研究生保罗·克里莫夫解释域名解析与时俱“新”!
称,纠缠也是自然界最难以捉摸的现象之一,粒子之间要想产生纠缠,起初,它们必须处于高度有序的状态,宏观世界看起来井然有序,但在原子尺度,它是完全无序的,因此,在宏观尺度下让大量粒子实现纠缠,是一个非常困难的目标。

不过现在,他们利用小磁铁,在室温下让半导体晶片内的粒子产生了纠缠。首先,他们使用红外激光,让不计其数个电子和原子核的磁性状态变得有序,随后利用电磁脉冲让其纠缠,这一进程使40立方微米体积内的半导体碳化硅内的电子和原子核对发生了纠缠。研究发表在11月20日出版的《科学进步》杂志上。

分子工程学教授奥沙隆表示,能在室温条件下,在半导体内制造出稳定的纠缠状态,除能增进基础物理学的发展以外,对未来量子装备的辽宁省2016年资源节约循环利用重点工程项目
研制也有重大的意义。从短期来看,科学家们可借此研制出超灵敏的量子传感器,鉴于纠缠能在室温下进行且碳化硅很环保,此类设备可植入生物体内,在生物医学领域发挥重大作用。从长期来看,科学家们甚至能让距离遥远的碳化硅芯片内的粒子发生纠缠,让其在同步地球定位卫星以及加密的信息通讯领域“大显身手”。

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