中国科学家首次实现光子的分数量子反常霍尔态

发布时间:2024-05-06 17:33:50

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  中新社合肥5月6日电 (记者 吴兰)记者6日从中国科学技术大学获悉#%%#,该校潘建伟、陆朝阳、陈明城教授等在国际上首次实现了光子的分数量子反常霍尔态#%#%。

  相关成果以长文的形式近日发表在国际学术期刊《科学》(Science)上%@%。

  霍尔效应由美国科学家霍尔在1879年发现*#*%,被广泛应用于电磁感测领域@*。1980年德国科学家冯克利钦发现整数量子霍尔效应@*%,1981年美籍华裔科学家崔琦和德国科学家施特默发现分数量子霍尔效应*%。这两个发现均获诺贝尔物理学奖@#%。

  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#*##*,中国研究团队观测到整数量子反常霍尔效应@%*@@。2023年*@#,美国和中国的研究团队分别观测到分数量子反常霍尔效应**。

  “反常霍尔态是指不仅看到反常霍尔效应这个现象#*#%,而且还挖掘到了产生这个现象的根源#%。”陆朝阳教授解释道*@@@%。

  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�#*@%#。

  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*#%@*。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”##%。

  据介绍*%%@,研究团队利用基于自主研发的一种新型超导量子比特Plasmonium@**@*,并进一步在此系统中构造人工规范�##*%%。佣竦蒙鲜鲅芯砍晒�%@@。这是利用“自底而上”的量子模拟方法进行量子物态和量子计算研究的重要进展*%*。

  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#@%%,证实了准粒子的不可压缩性质@*%。

  诺贝尔物理学奖得主弗朗克维尔切克(Frank Wilczek)认为**,这是一个令人印象深刻的实验*@*,向基于任意子的量子信息处理迈出了重要一步%#%@*。(完)

【编辑:付子豪】
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