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半世紀難題終于破解?科學家成功用電場控制單個原子的原子核

2020-03-13
來源:與非網(wǎng)

  3 月 13 日訊,1961 年,科學家和諾貝爾獎獲得者 Nicolaas Bloembergen 提出,可以只用電場來控制單個原子的原子核?,F(xiàn)在,悉尼新南威爾士大學的工程師們已經(jīng)解決了一個存在了半個多世紀的問題。

  新南威爾士大學的量子工程學教授安德烈亞·莫雷羅在一份聲明中說:“這一發(fā)現(xiàn)意味著我們現(xiàn)在有了利用單原子自旋建造量子計算機的途徑,而不需要任何振蕩磁場來運作?!薄按送猓覀兛梢岳眠@些原子核作為精確的電場和磁場傳感器,或者回答量子科學中的基本問題?!?/p>

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  量子計算允許計算機以極其復雜的方式處理信息,旨在提供比目前的超級計算機更強大的計算能力。

  這項研究發(fā)表在《自然》雜志上的一篇論文中。根據(jù)新南威爾士大學的說法,這一發(fā)現(xiàn)是偶然發(fā)現(xiàn)的,它解釋了研究人員最初試圖對化學元素銻的單個原子進行磁共振。然而,當我們開始實驗時,我們意識到有些地方出了問題。該論文的主要作者之一文森特·穆里克博士在一份聲明中說:“細胞核的行為非常奇怪,它拒絕在特定的頻率上做出反應,但在其他頻率上卻表現(xiàn)出強烈的反應。”“這讓我們困惑了一段時間,直到我們有了‘頓悟時刻’,才意識到我們做的是電子共振,而不是磁共振?!?/p>

  科學家們注意到,產(chǎn)生磁場需要大線圈和大電流,磁場很難限制在小空間內(nèi)。然而,電場可以在一個微小電極的尖端產(chǎn)生,使得原子可以很容易地在納米電子器件中得到控制。

  該論文稱,這一發(fā)現(xiàn)可能為“可擴展的、基于核和電子自旋的硅量子計算機鋪平道路,這種計算機無需振蕩磁場即可運行”。


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