重大进展!我国科学家首次实现光子的反常分数量子霍尔态
▓国际扑克巡回赛▓GGPoker[—ggn178.com—]为亚洲最具备实力的一间国际扑克竞技赛事平台,提供一个正规安全有保障的扑克游戏环境,加入立即玩与GGPoker全球玩家一起同乐中新健康丨从业者如何避免受到职业健康伤害?中疾控回应
本文转自:中新网
新时代新机遇——跨国企业在中国
记者从中国科学技术大学获悉%%@#%,该校潘建伟、陆朝阳、陈明城教授等利用基于自主研发的Plasmonium型超导高非简谐性光学谐振器阵列*##@,实现了光子间的非线性相互作用#@%#,并进一步在此系统中构建出作用于光子的等效磁场以构造人工规范�%#。诠噬鲜状问迪至斯庾拥姆闯7质孔踊舳珸%@%。这是利用“自底而上”的量子模拟方法进行量子物态研究的重要进展@%。相关成果近日在国际学术期刊《科学》发表##*@。
霍尔效应是指当电流通过置于磁场中的材料时###%,电子受到洛伦兹力的作用%*,在材料内部产生垂直于电流和磁场方向的电压**。这个效应由霍尔在1879年发现%*%#@,并被广泛应用于电磁感测领域*%@#。1980年*%%,冯克利钦发现在极低温和强磁场条件下*@,霍尔效应出现整数量子化的电导率平台##@。这一新现象超出了经典物理学的描述*@,被称为整数量子霍尔效应@*#,它为精确测量电阻提供了标准%@*@@。1981年*%#*@,崔琦和施特默发现了分数量子霍尔效应%%#。整数和分数量子霍尔效应的发现分别获得1985年和1998年诺贝尔物理学奖*%#。
此后四十余年间**#*@,分数量子霍尔效应尤其受到了广泛的关注*%@@%。由于最低朗道能级简并电子的相互作用#@*#%,分数量子霍尔态展现出非平庸的多体纠缠*%%**,对其研究所衍生出的拓扑序、复合费米子等理论成果逐渐成为多体物理学的基本模型*%%#。与此同时**,分数量子霍尔态可激发出局域的准粒子#%#@%,这种准粒子具有奇异的分数统计和拓扑保护性质*#@,有望成为拓扑量子计算的载体####。
反常霍尔效应是指无需外部磁场的情况下观测到相关效应#@。2013年#@*,清华大学薛其坤及其合作团队实验观测到整数量子反常霍尔效应%##@。2023年@*,华盛顿大学许晓栋小组和上海交通大学李听昕、刘晓雪小组分别独立在双层转角MoTe2中观测到反常分数量子霍尔效应**%@*。
传统的量子霍尔效应实验研究采用“自顶而下”的方式*%,即在特定材料的基础上#%*@,利用该材料已有的结构和性质实现制备量子霍尔态@%*#。通常情况下%##@,需要极低温环境、极高的二维材料纯净度和极强的磁�%%*#。允笛橐蠼衔量�%*。此外%***,这种方法缺乏对系统微观量子态进行单点位独立操控的手段@@@@,一定程度上限制了其在量子信息科学中的应用%@。
与之相对地*##@#,人工搭建的量子系统结构清晰@@**,灵活可控%#*@,是一种“自底而上”研究复杂量子物态的新范式#@%#。其优势包括:
无需外磁�*%#%。ü浠获詈闲问郊纯晒乖斐龅刃斯す娣冻#*。�
通过对系统进行高精度可寻址的操控@#,可实现对高集成度量子系统微观性质的全面测量%%%#,并加以进一步可控的利用*%@*。
这类技术被称为量子模拟*%#@,是“第二次量子革命”的重要内容%#%,有望在近期应用于模拟经典计算困难的量子系统并达到“量子计算优越性”@%。
此前%@#,国际上已经基于其开展了一些合成拓扑物态、研究拓扑性质的量子模拟工作*#***。然而*#,由于以往系统中耦合形式和非线性强度的限制**,人们一直未能在二维晶格中为光子构建人工规范场%##*。
为解决这一重大挑战@@@#,团队在国际上自主研发并命名了一种新型超导量子比特Plasmonium#%*@,打破了目前主流的Transmon量子比特相干性与非简谐性之间的制约***@#,用更高的非简谐性提供了光子间更强的排斥作用%@。进一步@##,团队通过交流耦合的方式构造出作用于光子的等效磁�*@。构庾尤凭Ц竦牧鞫苫跙erry相位#@%#,解决了实现光子分数量子反常霍尔效应的两个关键难题@*@。同时*%,这样的人造系统具有可寻址、单点位独立控制和读�%%。约翱杀喑绦郧康挠攀艪%,为实验观测和操纵提供了新的手段@*@@@。
在该项工作中%@*@@,研究人员观测到了分数量子霍尔态独有的拓扑关联性质#@@#*,验证了该系统的分数霍尔电导%%%。同时*%*%,他们通过引入局域势场的方法#%#%,跟踪了准粒子的产生过程#@,证实了准粒子的不可压缩性质*@***。
《科学》杂志审稿人高度评价这一工作@*@,认为这一工作“是利用相互作用光子进行量子模拟的重大进展”*@。
(央视新闻客户端 总台央视记者 帅俊全 褚尔嘉)
分享让更多人看到
热门排行
- 1习言道|保护文化遗产,习近平一再强调这点
- 2爆冷负“死敌”,英超争冠利物浦率先掉队
- 3中国队奥运村驻地亮相星星元素彰显活力
- 4互联网宗教信息服务许可证
- 5以赛会友两岸同胞共享中华传统体育乐趣
- 6广东再遇强降雨超190个镇街遇暴雨
- 75月1日起泰山景区全网全员实名制预约、实名制检票系统
- 8留学服务在外留学,如何看病就医?
- 9警方通报老人在养老院被捆绑、殴打:涉事护工被行拘
- 10中新网评:大学禁挂床帘,请别扯掉最起码的尊重
- 11以色列称“正在推进”在拉法的军事行动计划
- 12国际月球科研站再添3个成员嫦娥七号将搭载6台国际载荷
- 13“国韵”悠长,国潮何以成热潮
- 14五一外出游玩消费注意这几点省钱又省事→
- 15融入湾区特色广东着力打造自然教育示范省
- 16【东西问·中外对话】联合国环境问题专家:中国为应对气候变化付出诸多努力外界应加深了解
- 17南非自然保护区部分生物死亡疑与骚乱点燃化学品仓库有关
- 18黄铁山120余件(套)水彩作品亮相中国美术馆
- 19中新网原创专题节目《中国新视野》
- 20教育部印发通知部署开展全国第八届中小学生艺术展演活动