大香网伊人久久综合网2021,1024你懂的在线播放欧日韩,亚洲综合偷自成人网第页色,免费a视频

馬約拉納費米子研究再進一步!中外隔空聯(lián)動共探拓撲量子力學

2025-01-28 08:32  瀏覽:  

長期以來,電子一直被視為不可分割的基本粒子。然而,最新研究表明,在量子力學的支配下,納米電子電路中的電子能夠表現(xiàn)出“分裂成兩半”的行為。

具體來說,在量子干涉下,納米電子電路允許電子選擇路徑并與自身發(fā)生干涉,從而產(chǎn)生類似神秘的馬約拉納費米子的效應,創(chuàng)造出模擬半個電子行為的狀態(tài)。這種被稱為“分裂電子”的現(xiàn)象,可能成為推動量子計算技術發(fā)展的關鍵所在。

該研究最近發(fā)表在《物理評論快報》(Physical Review Letters)上,由都柏林大學物理學院的安德魯·米切爾教授和丹巴德印度理工學院的蘇德什娜·森博士領導,兩位都是專注于納米級電子電路量子特性的理論物理學家。

量子力學重新定義微型化電子學

“電子學的微型化如今已經(jīng)發(fā)展到電路組件僅有納米級別的地步。在這個尺度上,規(guī)則完全由量子力學設立,你必須放棄對事物運作方式的直觀理解。”森博士表示:“流經(jīng)導線的電流實際上由大量電子組成,隨著導線尺寸不斷縮小,就可以逐個觀察電子通過。我們現(xiàn)在甚至可以制造出僅用單個電子工作的晶體管。”當一個納米電子電路被設計成讓電子能夠在兩條不同路徑之間進行“選擇”時,就會發(fā)生量子干涉。米切爾教授解釋道:“我們在這些電路中觀察到的量子干涉現(xiàn)象,與著名雙縫實驗中觀察到的量子干涉非常相似。”

探索雙縫實驗中的量子波動奧秘

雙縫實驗是一種“雙路徑實驗”,展示了電子等量子粒子的波動特性,這一發(fā)現(xiàn)直接推動了 20 世紀 20 年代量子力學的發(fā)展。在實驗中,單個電子被射向一個帶有兩個微小孔隙的屏幕,其最終落點被記錄在另一側(cè)的感光板上:由于電子可以同時通過兩條路徑或通過其中任一路徑,從初始點抵達最終點,因此兩條路徑的程差促使其量子態(tài)發(fā)生相移,因此產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。實驗結(jié)果是,最終落點的屏幕上形成了高強度和低強度條紋交替出現(xiàn)的干涉圖樣。由于相消干涉,在某些位置找到電子的概率可能為零——這就好比兩列波的波峰與波谷相遇并完全抵消的過程。米切爾教授表示:“在納米電子電路中也是如此。沿著電路不同路徑運動的電子可能發(fā)生相消干涉,從而阻止電流的流動,這種現(xiàn)象此前已在量子器件中被觀察到。而我們發(fā)現(xiàn)的新現(xiàn)象是,通過迫使多個電子足夠靠近,使它們彼此產(chǎn)生強烈的相互排斥作用,量子干涉會隨之改變。盡管電路中僅有電子這一種基本粒子,但它們的集體行為卻像單個電子被一分為二一樣,表現(xiàn)出了馬約拉納費米子特性。”

馬約拉納費米子與量子計算未來潛力

1937 年,意大利物理學家埃托雷·馬約拉納提出一種預言,假想存在一種正反粒子同體的特殊費米子。由于狀態(tài)穩(wěn)定且遵循特殊的統(tǒng)計規(guī)律,馬約拉納費米子被看作是制造拓撲量子計算機的完美選擇之一。為了捕獲這種粒子,世界各地物理學家潛心追蹤近百年,但受限于理論預言和實驗驗證之間的難度等因素,一直未能如愿,探索馬約拉納費米子也成為國際凝聚態(tài)物理的前沿熱點。2016 年,中國科學家賈金峰團隊率先“捕捉”到這個神秘粒子,這也是全球首次確切探測到馬約拉納費米子的存在。一直以來,由于馬約拉納費米子被上方的超導材料覆蓋,導致“捕捉”成為艱難挑戰(zhàn)。中國科學院院士、上海交通大學物理與天文學院副院長、南方科技大學代理副校長賈金鋒從事拓撲超導量子計算領域研究已近 20 年,面對上述挑戰(zhàn),賈金峰院士團隊獨辟蹊徑地把超導材料置于下方,使其上方“生長”出拓撲絕緣體薄膜,令拓撲絕緣體薄膜的表面變成拓撲超導體,從而將馬約拉納費米子翻到“明面”上進行o觀察,標志著人類在量子物理學領域取得重大突破。賈金峰院士曾提到,若想操控馬約拉納費米子的移動,還需要物理學和工程學兩個領域的科研人員合作推動。如果能夠在電子器件中生成并操控馬約拉納粒子,這一發(fā)現(xiàn)可能對新型量子技術的發(fā)展產(chǎn)生重大影響。“近年來,人們一直在熱切研究馬約拉納粒子,因為它們是拓撲量子計算機的關鍵組成部分之一。”就最新研究突破,都柏林大學物理學院的米切爾教授表示:“我們或許已經(jīng)找到了一種利用量子干涉效應在納米電子器件中生成這些粒子的方法。”

免責聲明:本網(wǎng)轉(zhuǎn)載自合作媒體、機構或其他網(wǎng)站的信息,登載此文出于傳遞更多信息之目的,并不意味著贊同其觀點或證實其內(nèi)容的真實性。本網(wǎng)所有信息僅供參考,不做交易和服務的根據(jù)。本網(wǎng)內(nèi)容如有侵權或其它問題請及時告之,本網(wǎng)將及時修改或刪除。凡以任何方式登錄本網(wǎng)站或直接、間接使用本網(wǎng)站資料者,視為自愿接受本網(wǎng)站聲明的約束。
相關推薦
宇樹科技人形機器人再進化:全球最柔順行走、仿人奔跑

宇樹科技人形機器人再進化:全球最柔順行走、仿人奔跑

日前,因為可上山下河、騰空飛躍、托馬斯回旋的工業(yè)輪足機器狗爆火出圈的宇樹科技,再次展示了其在機器人領域的創(chuàng)新實力。宇樹科技最新展示了自家人形機器人的相關進展,這款機器人不僅具備行走和跑步兩大技能,更在柔順性和仿人性方面達到了新的高度。在演示中,這款人形機器人展現(xiàn)了極為流暢的動作,尤其是在奔跑階段,雙腿微曲,雙臂開擺,與人類奔跑的姿態(tài)極為相似。宇樹科技的這款機器人不僅可以在平坦的路面上自如奔跑,還能在石塊路面、土坡、階...
聯(lián)想集團加碼中東制造,與沙特20億美元合作協(xié)議正式達成

聯(lián)想集團加碼中東制造,與沙特20億美元合作協(xié)議正式達成

聯(lián)想集團正加速開拓中東市場以分散風險并尋找新的增長點。2024年1月8日,聯(lián)想集團宣布與沙特阿拉伯公共投資基金(PIF)旗下子公司Alat達成20億美元合作協(xié)議,包括發(fā)行零息可轉(zhuǎn)換債券、設立中東和非洲(MEA)總部,以及建設一座年產(chǎn)數(shù)百萬臺PC和服務器的制造基地。聯(lián)想的沙特制造戰(zhàn)略此次合作始于2024年5月,聯(lián)想與Alat宣布建立戰(zhàn)略伙伴關系,并獲得其20億美元的投資支持。作為交易的一部分,聯(lián)想向Alat發(fā)行三年期無息可轉(zhuǎn)換債券,并籌集了16.5億港元(...
人工智能的沖擊:哪些職業(yè)可能在哈薩克斯坦消失?

人工智能的沖擊:哪些職業(yè)可能在哈薩克斯坦消失?

隨著人工智能技術的飛速發(fā)展,勞動市場正在經(jīng)歷深刻的結(jié)構性變化。專家預測,哈薩克斯坦的許多職業(yè)將受到技術革新的影響,尤其是行政崗位和重復性任務的職位。據(jù)哈薩克斯坦勞動和社會保障部的評估,約13%的勞動任務有中高概率被人工智能完成。人工智能對全球勞動市場的沖擊國際貨幣基金組織(IMF)指出,人工智能正在以革命性的方式重塑全球經(jīng)濟,同時威脅取代部分職業(yè)并增強其他職業(yè)的效率。IMF的報告顯示,全球近40%的工作崗位將受到人工智能的影...
托卡耶夫總統(tǒng)會見人工智能領域國際專家

托卡耶夫總統(tǒng)會見人工智能領域國際專家

在對阿聯(lián)酋進行工作訪問期間,哈薩克斯坦總統(tǒng)托卡耶夫15日與國際人工智能領域的專家舉行會談,探討了該技術的發(fā)展前景??偨y(tǒng)指出,人工智能是當代推動全球進步的重要動力之一,并具有變革經(jīng)濟結(jié)構的潛力。哈薩克斯坦正在采取重要措施,為人工智能的推廣奠定堅實基礎。這些措施重點關注建立制度性環(huán)境、完善基礎設施以及培養(yǎng)高素質(zhì)人才。在這一框架內(nèi),我們計劃成立人工智能國際咨詢委員會,該委員會將由我親自領導。這一平臺將成為與全球頂尖專家...

中國通信建設集團中標山東淄博1.18億元智慧農(nóng)業(yè)大單

1月16日,在山東淄博市博山區(qū)南域城村智慧農(nóng)業(yè)建設項目工程總承包(EPC)的合同簽訂儀式上,經(jīng)過多方激烈角逐,該項目最終由中國通信建設集團設計院有限公司成功競得。該項目建設地點位于淄博市博山區(qū)南域城村,由中國通信建設集團參與設計的方案備受矚目。項目占地約120畝,建設內(nèi)容包括玻璃連棟溫室5座、日光溫室1個、保溫拱棚4個,以及水肥一體化噴灌系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)設施。此外,項目還配套建設了園區(qū)道路、照明、排水渠、橋梁、安...

推薦閱讀

熱文

Copyright © 能源界