該技術(shù)還能構(gòu)建混合量子模擬器用于未來材料研究。

丹麥哥本哈根大學(xué)尼爾斯·玻爾研究所（NBI）的研究人員成功制備出一種新型材料，用于探究困擾學(xué)界數(shù)十年的量子態(tài)。盡管這些量子態(tài)早在1960年代就被提出，但其存在的能量尺度在量子實(shí)驗(yàn)中始終無法分辨。據(jù)新聞稿透露，NBI團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，通過復(fù)現(xiàn)相關(guān)物理機(jī)制實(shí)現(xiàn)了突破。

量子物理學(xué)始終令人類最杰出的頭腦為之著迷。該領(lǐng)域的諸多概念與人們?cè)谖锢硎澜缰械恼J(rèn)知相悖，其證明需要超乎尋常的數(shù)學(xué)工具。由于量子世界的作用尺度，實(shí)驗(yàn)觀測(cè)同樣面臨巨大挑戰(zhàn)。

然而量子物理學(xué)至關(guān)重要 —— 它不僅幫助我們理解世界本質(zhì)，更是量子計(jì)算與量子傳感等未來技術(shù)發(fā)展的核心。

為深化對(duì)量子世界的認(rèn)知，NBI研究人員從1960年代提出的理論中選取關(guān)鍵方向進(jìn)行探索。

隱匿的量子態(tài)

研究核心聚焦于超導(dǎo)渦旋中存在的量子態(tài)。理解這些渦旋行為將開啟我們對(duì)超導(dǎo)材料及其大電流承載機(jī)制的認(rèn)識(shí)，掌控渦旋特性或能解鎖超導(dǎo)體前所未有的性質(zhì)。

深入探究需要解析其量子態(tài)。盡管存在理論預(yù)言，這些態(tài)被壓縮在遠(yuǎn)小于量子實(shí)驗(yàn)分辨極限的能量尺度中，始終難以觀測(cè)。

為此，NBI的索柳斯·瓦伊特克納斯教授團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)向物理機(jī)制復(fù)現(xiàn)。

重構(gòu)物理規(guī)則

研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出模擬反應(yīng)條件的新型材料體系：采用微型超導(dǎo)圓柱體，通過施加磁通量在更大尺度上復(fù)現(xiàn)物理過程。該裝置在超導(dǎo)納米線內(nèi)創(chuàng)造出具有半導(dǎo)體特性的隱匿渦旋態(tài)。

"這套系統(tǒng)讓我們得以按需研究相同量子態(tài)，"瓦伊特克納斯在新聞稿中強(qiáng)調(diào)，"通過自主設(shè)計(jì)平臺(tái)，我們掌控了研究規(guī)則。"

值得注意的是，該技術(shù)源于哥本哈根大學(xué)十余年前的奠基性工作。"如同許多科學(xué)發(fā)現(xiàn)，我們其實(shí)是偶然觀測(cè)到這些態(tài)，"瓦伊特克納斯補(bǔ)充道，"但當(dāng)理解觀測(cè)對(duì)象本質(zhì)后，我們意識(shí)到這絕非偶然現(xiàn)象。"

隨著量子態(tài)研究競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，該技術(shù)為深入探索提供了理想平臺(tái)。它還能構(gòu)建混合量子模擬器，用于研究和理解未來設(shè)計(jì)材料。

研究成果已發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》。

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