新材料可在室溫下進行“量子翻轉”
科技日報北京1月24日電 （記者張夢然）據最新一期英國《自然·通訊》報道，美國密歇根大學開發出一種半導體材料，可在室溫條件下實現從導體到絕緣體的“量子翻轉”，有助于開發新一代量子設備和超高效電子設備。研究人員在只有一個原子厚的二維硫化鉭層中觀察到，支持這種量子翻轉的奇異電子結構以前只能在-37.8℃的超低溫下穩定，現在該新材料可在高達77℃時保持穩定。密歇根大學材料科學與工程助理教授羅伯特·霍夫登說，奇異的量子特性，比如從導體切換到絕緣體的能力，可能是下一代計算的關鍵，它提供了更多存儲信息的方法和更快的狀態切換。這可能會導致更強大、更節能的設備。當今的電子產品使用微型電子開關來存儲數據；“開”為1，“關”為0，斷電后數據消失。未來的設備則可使用其他狀態，例如“導體”或“絕緣體”來存儲數字數據，只需要快速的能量點就可在狀態之間切換，而不是穩定的電流。在過去，這種奇異的行為只在超低溫下的材料中被觀察到，而科學家的最終目標是開發能夠在......閱讀全文
量子材料概念溯源
今天，量子材料（Quantum Materials）是大家熟知的物理名詞，對其的研究已經成為物理學中非常重要的科學前沿。人類從量子材料中獲取的知識必將是凝聚態物理、粒子物理、材料科學、量子信息科學等多學科交叉融合的橋梁和基礎。 最近美國Rutgers 大學教授、著名量子材料物理學家Sang-W
物理所層狀量子材料的電子相干性研究取得進展
量子材料電子相干性的產生對于多體相互作用及關聯調控有重要的意義。然而，這并非易事，許多先進精密的電學實驗方法是非相干的，不能誘導和測量集體激發態。相干光與物質相互作用可以自然地將光場所固有的相干性傳遞給量子材料，可用于調控電子的相干性。這種相干性的傳遞是否能實現，取決于光與物質相互作用的形式，以
物理所等發現高壓誘發的量子自旋液體材料的相變和超導
高壓、低溫和強磁場等極端條件在探索新材料揭示新物理現象方面發揮越來越重要的作用。研究材料在這些極端條件下的構效關系，能夠揭示較多奇異且具有潛在應用價值的物理現象。中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心極端條件物理重點實驗室研究員靳常青團隊長期研究新興功能材料在綜合極端條件下的構效關系，
理論物理所等在Kitaev材料量子自旋液體研究中獲進展
量子自旋液體是一種特殊的量子物質形態。1973年，P. W. Anderson提出了關于量子自旋液體的基本概念。這種物質形態的特點有：降溫至零溫不會發生對稱性自發破缺（即不存在長程序的有序結構）；具有高糾纏度的量子態和新奇的任意子激發，在量子信息處理（如拓撲量子計算）方面具有潛在應用價值；與傳統
新材料如何實現“量子飛躍”
長期以來，人們對量子信息技術應用的關注一直集中在數據傳輸和加密等領域。新研究將目光轉向化學領域，使量子系統有望助力開發新藥和新材料等。研究人員最近使用量子計算機對簡單分子進行建模，實現新材料的“量子飛躍”，成為量子計算商用化的開始。 美國《麻省理工科技評論》日前將“材料的量子飛躍”列入２０
七個物理量子位組成的邏輯量子位實現
荷蘭量子計算公司QuTech的研究人員與代爾夫特理工大學、荷蘭國家應用科學院（TNO）合作，在量子糾錯方面達到了一個新里程碑。他們將編碼量子數據的高保真操作與可擴展的方案集成在一起，實現了重復數據穩定。研究成果近日發表在《自然·物理學》12月刊上。 物理量子位容易出錯，這些誤差有多種來源，包括
Nature：從經典物理到量子行為，超冷原子形成“量子龍卷”
發表在《自然》雜志上的一項最新研究中，麻省理工學院的研究團隊觀察到從經典物理行為到量子行為的關鍵交叉。 在快速旋轉超冷原子的量子流體時，最初的圓形原子云首先變形為一個薄薄的針狀結構，當經典效應應該被抑制只留下相互作用和量子定律來主導原子行為時，針狀物自發地變成了晶體圖案，類似于一串微型的量子龍
量子糾錯里程碑－七個物理量子位組成的邏輯量子位實現
荷蘭量子計算公司QuTech的研究人員與代爾夫特理工大學、荷蘭國家應用科學院（TNO）合作，在量子糾錯方面達到了一個新里程碑。他們將編碼量子數據的高保真操作與可擴展的方案集成在一起，實現了重復數據穩定。研究成果近日發表在《自然·物理學》12月刊上。 物理量子位容易出錯，這些誤差有多種來源，包括
物理所合作在重費米子材料量子臨界現象研究中獲進展
超導的出現與材料中的結構、磁或價態的不穩定性密切相關。在這些不穩定性所導致的相變點附近存在強烈的熱或量子漲落，會引起電子配對產生超導。在強關聯材料中，非常規超導往往出現在零溫反鐵磁相變（量子臨界點）附近，表明非常規超導依存于磁性量子漲落。實驗上對反鐵磁母體加壓／磁場或化學摻雜，往往可以在磁性相變
院士出力，攻克量子點材料難關
中國科學技術大學獲悉，該校中國科學院微觀磁共振重點實驗室杜江峰院士、樊逢佳教授等人與其他科研人員合作，在量子點合成過程中引入晶格應力，調控量子點的能級結構，獲得了具有強發光方向性的量子點材料，此材料應用在量子點發光二極管（QLED）中有望大幅提升器件的發光效率。這一研究成果日前發表在《科學進展》雜志
瑞典發現常溫磁性量子新材料
瑞典查爾姆斯理工大學研究人員展示了一種常溫二維磁性量子材料。此前，此類材料僅能在極低溫實驗室環境中展示。該材料基于鐵基合金（Fe5GeTe2）和石墨烯開發，具備單原子厚度，可用作自旋極化電子的源和檢測器，在超快速、低功耗傳感器應用以及先進磁存儲和計算方面具有廣泛的應用價值。該材料可用于下一步發展
室溫下量子材料實現“自旋”控制
科技日報北京8月16日電?（記者張佳欣）據《自然》雜志16日報道，英國劍橋大學領導的一個國際研究團隊找到了一種控制有機半導體中光和量子“自旋”相互作用的方法，即使在室溫下也能發揮作用，為潛在的量子應用開辟了新前景。幾乎所有量子技術都涉及自旋。電子運動時通常會形成穩定的電子對，一個電子自旋向上，一個電
量子點材料：現狀、機遇和挑戰
量子點屬于一大類新材料——溶液納米晶中的一種。溶液納米晶具有晶體和溶液的雙重性質，量子點是其中馬上具有突破性工業應用的材料。 與其他納米晶材料不同，量子點是以半導體晶體為基礎的。尺寸在1~100納米之間，每一個粒子都是單晶。量子點的名字，來源于半導體納米晶的量子限域效應，或者量子尺寸效應。當半
《物理評論快報》：量子信息掩蔽首次實驗實現
中國科學技術大學郭光燦院士團隊李傳鋒、許金時等人與上饒師范學院李波、梁曉斌以及南開大學陳景靈合作，實驗實現光量子信息的掩蔽，成功將量子信息隱藏到非局域的量子糾纏態中。相關成果近日發表于《物理評論快報》。 量子信息掩蔽是近期發展起來的一種信息處理協議。它將量子信息由單個量子載體完全轉移到多個載體
量子物理與機器學習結合研究取得進展
生成模型(Generative Model)是機器學習領域的重要課題和研究前沿，也被認為是通往人工智能的必由之路。歷史上，物理學為生成型學習提供了很多新思路。比如，著名的玻爾茲曼機(Boltzmann Machine)就來自于統計物理中的伊辛模型及相關的反伊辛問題。最近，中國科學院物理研究所/北
量子糾纏可能并不神秘：用數學解釋物理
摘要：在微觀物理學中，有許多稀奇古怪的現象，搞得老百姓莫名其妙；其實許多物理學家也只是知其然，卻不知其所以然。于是，便有人（甚至是非常牛的科學家）搬出了萬能的上帝。下面我們也請出一位真上帝，求它幫我們解釋諸如電子能級躍遷、波粒二象性、量子糾纏等微觀物理學中最玄幻的三個問題。這位真上帝，名叫數學；它將
理論物理所等在超導量子芯片上模擬黑洞的量子效應
黑洞是愛因斯坦廣義相對論預言的一類特殊天體。20世紀70年代初，霍金、貝肯斯坦等的研究表明黑洞具有熱力學性質：黑洞具有正比于其視界面積的熵；黑洞會以熱輻射的形式向外輻射粒子，其輻射溫度正比于其表面引力；黑洞的質量、熵和溫度等滿足熱力學第一定律。黑洞的熱力學揭示了引力的量子效應。因此普遍認為黑洞是
新材料可在室溫下進行“量子翻轉”
科技日報北京1月24日電 （記者張夢然）據最新一期英國《自然·通訊》報道，美國密歇根大學開發出一種半導體材料，可在室溫條件下實現從導體到絕緣體的“量子翻轉”，有助于開發新一代量子設備和超高效電子設備。研究人員在只有一個原子厚的二維硫化鉭層中觀察到，支持這種量子翻轉的奇異電子結構以前只能在-37.8℃
量子材料內首次測量電子自旋
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/6/502752.shtm一個國際研究團隊首次成功測量了一類新型量子材料內的電子自旋，這一成就有望徹底改變未來量子材料的研究方式，為量子技術的發展開辟新途徑，并在可再生能源、生物醫學、電子學、量子計算機等諸多領
記2012年物理學獎得主：量子物理實驗派雙杰
10月9日下午，2012年諾貝爾物理學獎揭曉。瑞典皇家科學院諾貝爾獎評審委員會將獎項授予給了量子光學領域的兩位科學家――法國物理學家塞爾日?阿羅什與美國物理學家戴維?瓦恩蘭，以獎勵他們“提出了突破性的實驗方法，使測量和操控單個量子系統成為可能”。 諾獎官方網站稱，塞爾日?阿羅什與戴維
外爾物理量子模擬取得重要進展
中國科學技術大學潘建偉、陳帥等與北京大學劉雄軍等合作，在超冷原子模擬拓撲量子材料方面取得了重要進展。研究團隊在國際上首次利用超冷原子體系實現了三維自旋軌道耦合，并構造出有且僅有一對外爾點的理想外爾半金屬能帶結構。該研究成果于4月16日以研究長文的形式發表在國際學術期刊《科學》雜志上。 外爾半金
《寶寶的量子物理》：寶寶表示仍然看不懂
不可免俗，當初買《寶寶的量子物理》也是因為扎克伯格夫婦的感召。此前我對于嬰兒繪本的認識，基本還停留在小貓小狗這個階段，居然還有物理，有點顛覆想象。彼時我家孩子僅三個月，所以壓根沒想著她會看懂，純屬自己按捺不住好奇心。《寶寶的量子物理學》 作者：克里斯·費利 出版社：中國科學技術大學出版社
一場數學革命在量子物理領域爆發
為了充分理解量子物理，人類需要開拓新的數學疆域。 在我們的印象中，數學似乎總是自帶高貴的氣質，它所追尋的都是一些永恒的真理。然而其實數學的發展也是因勢利導的結果，許多數學概念的起源都與日常生活經驗相關。例如，占星術、建筑學的發展，啟發古埃及人和古巴比倫人研究幾何學；在17世紀的科學革命中，力學
全新量子材料“外爾—近藤半金屬”問世－可用于量子計算
近日，美國萊斯大學和奧地利維也納技術大學的研究人員聯合研制出一種全新的材料——“外爾—近藤半金屬”（Weyl-Kondo semimetal），其屬于量子材料這一物質類別，可用于量子計算等領域。圖片來源于網絡 量子材料擁有一些很“詭異”的屬性，有些屬性或許可在未來的技術創新包括量子計算等領域“
物理所合作在量子多體模擬和量子克隆研究中獲系列進展
最近，中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家實驗室（籌）凝聚態理論和計算重點實驗室的范桁研究員與合作者一起在量子信息和量子計算等研究中取得系列進展，分別在《物理評論X》、《物理評論快報》和《物理報告》刊登了研究成果。 量子計算和量子信息處理是人們利用量子力學的疊加性和量子糾纏等特性對量子態進
科學家研發新型量子點顯示材料
記者日前從合肥工業大學獲悉：該校科研團隊首次成功將石墨相氮化碳應用于下一代量子點顯示技術。該研究成果發表在著名國際學術期刊《今日材料》上，為量子點顯示技術的發展開辟了高效環保的全新材料方向。 量子點顯示（QLED）被認為是繼有機發光顯示（OLED）之后的下一代顯示技術，具有色純度高、色域寬、成
新型氧化鎢量子點電極材料問世
近日，中科院蘇州納米所趙志剛課題組和蘇州大學耿鳳霞課題組合作開發出一種具備超快電化學響應性能的新型氧化鎢量子點電極材料。該成果發表在近期出版的國際期刊《先進材料》上。 鋰離子電池、超級電容器、燃料電池等新興能量轉化與存儲器件，在解決傳統能源短缺、可再生能源能量來源不穩定等問題上已展現出巨大潛力
全新磁性材料展現量子自旋液態
據物理學家組織網22日報道，一個國際科研團隊在尋找新的物質形態方面取得重大突破：他們證明，與鈣鈦礦相關的金屬氧化物TbInO3展現出量子自旋液態，這是科學家很長時間以來一直在追尋的一種物質形態，有望應用于量子計算等領域。 40多年前，諾貝爾物理學獎得主菲利普·安德森從理論上提出了量子自旋液態。
量子材料中首次發現數千原子糾纏
在物理學中，薛定諤貓寓意了量子力學中兩種最令人“敬畏”的效應：糾纏和疊加。德國德累斯頓大學和慕尼黑大學研究人員現已在較大的范圍內觀察到這些現象。 已知具有磁性等特性的材料具有所謂的域（島），其中材料特性均勻地屬于一種或多種類型（例如，想象它們是黑色或白色）。在最新一期《自然》雜志上，物理學家報
自然狀態材料中存在量子臨界點
據美國物理學家組織網1月20日報道，近日，一個美日國際研究小組以鐿為基礎材料研制出一種奇特的新型超導體。該超導體不需要改變壓力、磁場強度或經化學摻雜，在自然狀態就能達到物理學家所說的“量子臨界點”。這一發現突破了理論物理的限制，為人們理解量子臨界狀態打開了新視野。這種異常性質，也將