“核自旋暗態”首獲直接證據，或催生穩定量子系統

羅切斯特大學的研究人員首次證實了“核自旋暗態”的存在，這一理論概念能夠提高量子系統的穩定性。

這一發現可能會促使產生更可靠、更強大的量子計算機。

該大學的約翰·尼科爾教授表示：“通過直接證實暗態的存在及其特性，這一發現不僅驗證了數十年的理論預測，還爲開發更先進的量子系統打開了大門。”

量子計算機與傳統計算機有着根本的區別。它們利用量子力學原理進行傳統計算機無法完成的計算。

量子計算機極其脆弱。其微妙的量子態很容易被周圍環境的“噪聲”干擾。這種不穩定性會導致錯誤，並限制量子計算的實際應用。

核自旋暗態爲這一挑戰提供了一種潛在的解決方案。

研究人員在新聞稿中解釋道：“核自旋暗態是一種特殊的量子態，在這種狀態下，原子的原子覈實質上對外部世界‘隱藏’起來了。”

“在覈自旋暗態下，原子核微小的磁性（被稱爲自旋）排列並同步，從而不再對電子自旋造成干擾。”

這種“解耦”將核自旋對電子自旋的影響降至最低，從而提高了量子態的穩定性。

研究團隊採用了一種名爲動態核極化的技術來產生並直接觀測這種難以捉摸的狀態。

新聞稿補充道：“他們直接測量了其影響，發現暗態顯著減少了電子自旋和原子核之間的相互作用。”

利用核自旋< a href="#" rel="dofollow">暗態有助於構建更強大的量子計算機，這些計算機能夠以更低的錯誤率進行長時間運算。

尼科爾說：“通過減少噪音，這一突破將使量子設備能夠更長久地存儲信息，並高精度地進行計算。”

而且，這可能會推動其他量子技術的進步，如量子傳感和量子存儲。

量子傳感器憑藉量子系統的高靈敏度來探測其周圍環境的微小變化。這種能力有可能給醫學成像、導航和其他衆多領域帶來變革。

另一方面，量子存儲能夠實現量子信息的存儲和檢索，這是構建大規模量子計算機和安全通信網絡的一項關鍵要求。

新聞稿強調，核自旋暗態是在硅中發現的，這一事實讓這個發現對於未來可能的應用來說更加令人興奮。

硅是現代電子學的基礎，它與現有技術的兼容性能夠加快量子設備的開發與集成。

“硅已經在當今技術中被廣泛使用，這意味着也許有一天能夠將核自旋暗態集成到未來的量子設備中，”約翰·尼科爾（John Nichol）總結道。

核自旋暗態得到確認，這是朝着實現穩定可靠的量子技術邁出的一大步。