量子滴

台北時間2014年3月3日,德國和美國的物理學家們宣布發現了一種新的粒子類型，他們將其稱之為量子滴(dropleton)。在這篇發表在期刊《自然》上的文章里，科學家們表示這種粒子的特性類似於液滴，並將它描述為準粒子——更小的粒子類型的融合。

基本介紹

• 中文名：量子滴
• 時間：2014年3月3日
• 含義：一種新的粒子類型
• 意義：更小的粒子類型的融合

簡介

這項發現或可用於納米技術的發展，包括光電設備的設計。這些設備包括藍光碟播放器里使用的半導體雷射器。

這個微觀可見的量子滴可不是遊手好閒的。在物理學家利用每秒發射1億次脈衝的超快雷射器進行的實驗裡，量子滴出現的時間為25億分之一秒。雖然這時間聽上去並不算長，但科學家們表示這已經足夠穩定，可以研究光是如何與特定類型的物質發生相互作用的。

之前已知的另一種準粒子類型是激子——一個電子和一個“洞”——物質能量結構里的一個地點，電子可以位於這個地點但它實際並未如此。量子滴是由五個電子和五個洞組成。它具有液體的某些特徵，例如有波紋，科學家們解釋道。

量子力學是物理學的分支，它與最小規模里發生的事件有關。它在描述原子結構方面至關重要。粒子是組成物質的基本構建單元，它包括亞原子粒子，例如電子、質子、中子和夸克子。但只有少數這樣的粒子被科學家們發現。

這項研究是由德國的科學家們和美國天體物理聯合實驗室(JILA)的物理學家斯蒂文·坎迪夫(Steven Cundiff)帶領的小組合作進行的。JILA是由科羅拉多大學博爾德分校和美國國家標準與技術研究院組成的聯合物理學研究所。這一實驗是在博爾德分校進行的，實驗利用了鎵和砷元素的半導體。結果揭示了新粒子的存在，雖然只是在轉瞬之間。“儘管這一切發生的特別快，但理解它的確發生了也很重要。” 坎迪夫說道。

“導致形成量子滴的效應也影響了光電設備，例如雷射二極體裡的電子，”研究小組成員之一、德國馬爾堡大學的麥克基諾·基拉(Mackillo Kira)這樣說道。光電設備的例子包括LED燈和用於通訊和藍光播放器的半導體雷射器。“例如，專門將量子滴和光的量子漲落相結合應該對於設計編碼量子信息的雷射器非常有用。” 基拉補充說道。

套用

物理學家將開發量子錢 從此假幣將消失

即使是最熟練的欺詐者也不能複製超過83%的量子信息，這些量子信息將由紙幣和銀行卡攜帶。在這種情況下，真錢將被視為唯一的有標記的錢，準確性達90%。

研究人員確信，保留在錢中的信息準確率達83%。然而，新技術仍然存在不足之處：量子信息攜帶者，尤其是個別的量子核是十分敏感的，在噪音和不正確代碼轉換的情況下，隨著時間的推移會發生不明顯的變化。

據專家介紹，量子錢幣和複雜的保護系統的開發至少需要10年時間。

澳大利亞科學家製造出迄今最大量子迴路

據《自然》雜誌網站報導，悉尼大學和澳大利亞國立大學的研究人員報告稱，他們在單個元件上聚集了迄今數量最大的量子迴路，將此前14個的世界紀錄刷新為10000個，提高了3個數量級。相關論文線上發表在《自然·光子學》雜誌上。

悉尼大學物理學院理論物理學家尼古拉斯·梅尼庫奇博士說：“製造量子計算機的兩個最大障礙是微小量子系統的精確控制和可擴展性問題，這是製造大型超高速量子計算機的關鍵所在。我們已經在可擴展性方面取得突破性進展，通過雷射製造出了可供量子計算機使用的‘電路板’。如何精確控制這些量子迴路將是下一步的研究重點。”

量子計算機研究領域還取得了另一項突破。加拿大西蒙·弗雷澤大學教授邁克·斯沃爾特領導的一個研究小組宣稱，讓室溫下脆弱的量子比特的壽命延長到了創紀錄的39分鐘，將此前矽基系統中25秒的紀錄提高了近100倍，克服了超高速量子計算機研究的一大障礙。

梅尼庫奇稱，雖然上述實驗中的量子比特能存在於室溫中，並在冷卻和加熱的整個過程中保持完好，但其被讀取時的溫度仍然需要低於零下263.15攝氏度。並且由於所有的量子比特都處於相同的量子態，無法滿足量子運算所需要的基於量子比特的不同狀態，因此無法用於量子計算。

研究人員說，支持多重狀態的量子比特將成為未來一大挑戰。他們希望有人能夠創建一個能在室溫下讀取量子比特的系統。