室温下超荧光现象形成机制阐明 为实用量子计算奠定材料基础
科技日报·2025-06-03 07:33
美国北卡罗来纳州立大学牵头的国际团队在最新一期《自然》杂志发文,详细阐述了在室温下实现超荧 光现象所需的机制与材料条件。这项研究有助设计能在室温下实现奇异量子态(如超导、超流或超荧 光)的材料,从而推动无需极低温度即可运行的量子计算机等应用的发展。 研究首次展示了在室温下产生宏观量子相干性的实验与理论依据。研究人员终于可解释清楚,为什么某 些材料在实现环境温度下的奇异量子态方面表现更好。 在最新研究中,研究人员进一步揭示了这一"隔热"效应的具体机制。当他们使用激光激发杂化钙钛矿材 料中的电子时,发现大量极化子开始聚集,形成所谓的"孤子"结构。 如果把原子晶格想象成一张被拉紧的细布,那么将一个代表激子的球放在布上,会局部压陷布面。要形 成宏观量子态,所有激子必须协调一致并与晶格形成整体,但热噪声会打乱这种协调。而"球+压陷"结 构就是极化子,极化子从无序状态过渡到有序结构,就形成了孤子。实验首次直接测量了极化子从无 序、无关联状态向有序状态演变的过程,直接观察到宏观量子态的形成过程。 宏观量子态如超导性,是所有量子技术的核心基础,而当前所有技术都受限于对低温环境的需求。现 在,科学家理解了其中原理,也就掌握了设 ...