新材料可在室温下进行“量子翻转”
科技日报北京1月24日电 （记者张梦然）据最新一期英国《自然·通讯》报道，美国密歇根大学开发出一种半导体材料，可在室温条件下实现从导体到绝缘体的“量子翻转”，有助于开发新一代量子设备和超高效电子设备。研究人员在只有一个原子厚的二维硫化钽层中观察到，支持这种量子翻转的奇异电子结构以前只能在-37.8℃的超低温下稳定，现在该新材料可在高达77℃时保持稳定。密歇根大学材料科学与工程助理教授罗伯特·霍夫登说，奇异的量子特性，比如从导体切换到绝缘体的能力，可能是下一代计算的关键，它提供了更多存储信息的方法和更快的状态切换。这可能会导致更强大、更节能的设备。当今的电子产品使用微型电子开关来存储数据；“开”为1，“关”为0，断电后数据消失。未来的设备则可使用其他状态，例如“导体”或“绝缘体”来存储数字数据，只需要快速的能量点就可在状态之间切换，而不是稳定的电流。在过去，这种奇异的行为只在超低温下的材料中被观察到，而科学家的最终目标是开发能够在......阅读全文
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词，对其的研究已经成为物理学中非常重要的科学前沿。人类从量子材料中获取的知识必将是凝聚态物理、粒子物理、材料科学、量子信息科学等多学科交叉融合的桥梁和基础。 最近美国Rutgers 大学教授、著名量子材料物理学家Sang-W
物理所层状量子材料的电子相干性研究取得进展
量子材料电子相干性的产生对于多体相互作用及关联调控有重要的意义。然而，这并非易事，许多先进精密的电学实验方法是非相干的，不能诱导和测量集体激发态。相干光与物质相互作用可以自然地将光场所固有的相干性传递给量子材料，可用于调控电子的相干性。这种相干性的传递是否能实现，取决于光与物质相互作用的形式，以
物理所等发现高压诱发的量子自旋液体材料的相变和超导
高压、低温和强磁场等极端条件在探索新材料揭示新物理现象方面发挥越来越重要的作用。研究材料在这些极端条件下的构效关系，能够揭示较多奇异且具有潜在应用价值的物理现象。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心极端条件物理重点实验室研究员靳常青团队长期研究新兴功能材料在综合极端条件下的构效关系，
理论物理所等在Kitaev材料量子自旋液体研究中获进展
量子自旋液体是一种特殊的量子物质形态。1973年，P. W. Anderson提出了关于量子自旋液体的基本概念。这种物质形态的特点有：降温至零温不会发生对称性自发破缺（即不存在长程序的有序结构）；具有高纠缠度的量子态和新奇的任意子激发，在量子信息处理（如拓扑量子计算）方面具有潜在应用价值；与传统
新材料如何实现“量子飞跃”
长期以来，人们对量子信息技术应用的关注一直集中在数据传输和加密等领域。新研究将目光转向化学领域，使量子系统有望助力开发新药和新材料等。研究人员最近使用量子计算机对简单分子进行建模，实现新材料的“量子飞跃”，成为量子计算商用化的开始。 美国《麻省理工科技评论》日前将“材料的量子飞跃”列入２０
七个物理量子位组成的逻辑量子位实现
荷兰量子计算公司QuTech的研究人员与代尔夫特理工大学、荷兰国家应用科学院（TNO）合作，在量子纠错方面达到了一个新里程碑。他们将编码量子数据的高保真操作与可扩展的方案集成在一起，实现了重复数据稳定。研究成果近日发表在《自然·物理学》12月刊上。 物理量子位容易出错，这些误差有多种来源，包括
Nature：从经典物理到量子行为，超冷原子形成“量子龙卷”
发表在《自然》杂志上的一项最新研究中，麻省理工学院的研究团队观察到从经典物理行为到量子行为的关键交叉。 在快速旋转超冷原子的量子流体时，最初的圆形原子云首先变形为一个薄薄的针状结构，当经典效应应该被抑制只留下相互作用和量子定律来主导原子行为时，针状物自发地变成了晶体图案，类似于一串微型的量子龙
量子纠错里程碑－七个物理量子位组成的逻辑量子位实现
荷兰量子计算公司QuTech的研究人员与代尔夫特理工大学、荷兰国家应用科学院（TNO）合作，在量子纠错方面达到了一个新里程碑。他们将编码量子数据的高保真操作与可扩展的方案集成在一起，实现了重复数据稳定。研究成果近日发表在《自然·物理学》12月刊上。 物理量子位容易出错，这些误差有多种来源，包括
物理所合作在重费米子材料量子临界现象研究中获进展
超导的出现与材料中的结构、磁或价态的不稳定性密切相关。在这些不稳定性所导致的相变点附近存在强烈的热或量子涨落，会引起电子配对产生超导。在强关联材料中，非常规超导往往出现在零温反铁磁相变（量子临界点）附近，表明非常规超导依存于磁性量子涨落。实验上对反铁磁母体加压／磁场或化学掺杂，往往可以在磁性相变
院士出力，攻克量子点材料难关
中国科学技术大学获悉，该校中国科学院微观磁共振重点实验室杜江峰院士、樊逢佳教授等人与其他科研人员合作，在量子点合成过程中引入晶格应力，调控量子点的能级结构，获得了具有强发光方向性的量子点材料，此材料应用在量子点发光二极管（QLED）中有望大幅提升器件的发光效率。这一研究成果日前发表在《科学进展》杂志
瑞典发现常温磁性量子新材料
瑞典查尔姆斯理工大学研究人员展示了一种常温二维磁性量子材料。此前，此类材料仅能在极低温实验室环境中展示。该材料基于铁基合金（Fe5GeTe2）和石墨烯开发，具备单原子厚度，可用作自旋极化电子的源和检测器，在超快速、低功耗传感器应用以及先进磁存储和计算方面具有广泛的应用价值。该材料可用于下一步发展
室温下量子材料实现“自旋”控制
科技日报北京8月16日电 （记者张佳欣）据《自然》杂志16日报道，英国剑桥大学领导的一个国际研究团队找到了一种控制有机半导体中光和量子“自旋”相互作用的方法，即使在室温下也能发挥作用，为潜在的量子应用开辟了新前景。几乎所有量子技术都涉及自旋。电子运动时通常会形成稳定的电子对，一个电子自旋向上，一个电
量子点材料：现状、机遇和挑战
量子点属于一大类新材料——溶液纳米晶中的一种。溶液纳米晶具有晶体和溶液的双重性质，量子点是其中马上具有突破性工业应用的材料。 与其他纳米晶材料不同，量子点是以半导体晶体为基础的。尺寸在1~100纳米之间，每一个粒子都是单晶。量子点的名字，来源于半导体纳米晶的量子限域效应，或者量子尺寸效应。当半
《物理评论快报》：量子信息掩蔽首次实验实现
中国科学技术大学郭光灿院士团队李传锋、许金时等人与上饶师范学院李波、梁晓斌以及南开大学陈景灵合作，实验实现光量子信息的掩蔽，成功将量子信息隐藏到非局域的量子纠缠态中。相关成果近日发表于《物理评论快报》。 量子信息掩蔽是近期发展起来的一种信息处理协议。它将量子信息由单个量子载体完全转移到多个载体
量子物理与机器学习结合研究取得进展
生成模型(Generative Model)是机器学习领域的重要课题和研究前沿，也被认为是通往人工智能的必由之路。历史上，物理学为生成型学习提供了很多新思路。比如，著名的玻尔兹曼机(Boltzmann Machine)就来自于统计物理中的伊辛模型及相关的反伊辛问题。最近，中国科学院物理研究所/北
量子纠缠可能并不神秘：用数学解释物理
摘要：在微观物理学中，有许多稀奇古怪的现象，搞得老百姓莫名其妙；其实许多物理学家也只是知其然，却不知其所以然。于是，便有人（甚至是非常牛的科学家）搬出了万能的上帝。下面我们也请出一位真上帝，求它帮我们解释诸如电子能级跃迁、波粒二象性、量子纠缠等微观物理学中最玄幻的三个问题。这位真上帝，名叫数学；它将
理论物理所等在超导量子芯片上模拟黑洞的量子效应
黑洞是爱因斯坦广义相对论预言的一类特殊天体。20世纪70年代初，霍金、贝肯斯坦等的研究表明黑洞具有热力学性质：黑洞具有正比于其视界面积的熵；黑洞会以热辐射的形式向外辐射粒子，其辐射温度正比于其表面引力；黑洞的质量、熵和温度等满足热力学第一定律。黑洞的热力学揭示了引力的量子效应。因此普遍认为黑洞是
新材料可在室温下进行“量子翻转”
科技日报北京1月24日电 （记者张梦然）据最新一期英国《自然·通讯》报道，美国密歇根大学开发出一种半导体材料，可在室温条件下实现从导体到绝缘体的“量子翻转”，有助于开发新一代量子设备和超高效电子设备。研究人员在只有一个原子厚的二维硫化钽层中观察到，支持这种量子翻转的奇异电子结构以前只能在-37.8℃
量子材料内首次测量电子自旋
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/6/502752.shtm一个国际研究团队首次成功测量了一类新型量子材料内的电子自旋，这一成就有望彻底改变未来量子材料的研究方式，为量子技术的发展开辟新途径，并在可再生能源、生物医学、电子学、量子计算机等诸多领
记2012年物理学奖得主：量子物理实验派双杰
10月9日下午，2012年诺贝尔物理学奖揭晓。瑞典皇家科学院诺贝尔奖评审委员会将奖项授予给了量子光学领域的两位科学家――法国物理学家塞尔日・阿罗什与美国物理学家戴维・瓦恩兰，以奖励他们“提出了突破性的实验方法，使测量和操控单个量子系统成为可能”。 诺奖官方网站称，塞尔日・阿罗什与戴维
外尔物理量子模拟取得重要进展
中国科学技术大学潘建伟、陈帅等与北京大学刘雄军等合作，在超冷原子模拟拓扑量子材料方面取得了重要进展。研究团队在国际上首次利用超冷原子体系实现了三维自旋轨道耦合，并构造出有且仅有一对外尔点的理想外尔半金属能带结构。该研究成果于4月16日以研究长文的形式发表在国际学术期刊《科学》杂志上。 外尔半金
《宝宝的量子物理》：宝宝表示仍然看不懂
不可免俗，当初买《宝宝的量子物理》也是因为扎克伯格夫妇的感召。此前我对于婴儿绘本的认识，基本还停留在小猫小狗这个阶段，居然还有物理，有点颠覆想象。彼时我家孩子仅三个月，所以压根没想着她会看懂，纯属自己按捺不住好奇心。《宝宝的量子物理学》 作者：克里斯·费利 出版社：中国科学技术大学出版社
一场数学革命在量子物理领域爆发
为了充分理解量子物理，人类需要开拓新的数学疆域。 在我们的印象中，数学似乎总是自带高贵的气质，它所追寻的都是一些永恒的真理。然而其实数学的发展也是因势利导的结果，许多数学概念的起源都与日常生活经验相关。例如，占星术、建筑学的发展，启发古埃及人和古巴比伦人研究几何学；在17世纪的科学革命中，力学
全新量子材料“外尔—近藤半金属”问世－可用于量子计算
近日，美国莱斯大学和奥地利维也纳技术大学的研究人员联合研制出一种全新的材料——“外尔—近藤半金属”（Weyl-Kondo semimetal），其属于量子材料这一物质类别，可用于量子计算等领域。图片来源于网络 量子材料拥有一些很“诡异”的属性，有些属性或许可在未来的技术创新包括量子计算等领域“
物理所合作在量子多体模拟和量子克隆研究中获系列进展
最近，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）凝聚态理论和计算重点实验室的范桁研究员与合作者一起在量子信息和量子计算等研究中取得系列进展，分别在《物理评论X》、《物理评论快报》和《物理报告》刊登了研究成果。 量子计算和量子信息处理是人们利用量子力学的叠加性和量子纠缠等特性对量子态进
科学家研发新型量子点显示材料
记者日前从合肥工业大学获悉：该校科研团队首次成功将石墨相氮化碳应用于下一代量子点显示技术。该研究成果发表在著名国际学术期刊《今日材料》上，为量子点显示技术的发展开辟了高效环保的全新材料方向。 量子点显示（QLED）被认为是继有机发光显示（OLED）之后的下一代显示技术，具有色纯度高、色域宽、成
新型氧化钨量子点电极材料问世
近日，中科院苏州纳米所赵志刚课题组和苏州大学耿凤霞课题组合作开发出一种具备超快电化学响应性能的新型氧化钨量子点电极材料。该成果发表在近期出版的国际期刊《先进材料》上。 锂离子电池、超级电容器、燃料电池等新兴能量转化与存储器件，在解决传统能源短缺、可再生能源能量来源不稳定等问题上已展现出巨大潜力
全新磁性材料展现量子自旋液态
据物理学家组织网22日报道，一个国际科研团队在寻找新的物质形态方面取得重大突破：他们证明，与钙钛矿相关的金属氧化物TbInO3展现出量子自旋液态，这是科学家很长时间以来一直在追寻的一种物质形态，有望应用于量子计算等领域。 40多年前，诺贝尔物理学奖得主菲利普·安德森从理论上提出了量子自旋液态。
量子材料中首次发现数千原子纠缠
在物理学中，薛定谔猫寓意了量子力学中两种最令人“敬畏”的效应：纠缠和叠加。德国德累斯顿大学和慕尼黑大学研究人员现已在较大的范围内观察到这些现象。 已知具有磁性等特性的材料具有所谓的域（岛），其中材料特性均匀地属于一种或多种类型（例如，想象它们是黑色或白色）。在最新一期《自然》杂志上，物理学家报
自然状态材料中存在量子临界点
据美国物理学家组织网1月20日报道，近日，一个美日国际研究小组以镱为基础材料研制出一种奇特的新型超导体。该超导体不需要改变压力、磁场强度或经化学掺杂，在自然状态就能达到物理学家所说的“量子临界点”。这一发现突破了理论物理的限制，为人们理解量子临界状态打开了新视野。这种异常性质，也将