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量子光学器件

量子光学器件

纠缠变得宏观

03 Sep 2003 Isabelledumé.

量子纠缠是一种通常与微观世界相关的现象。然而,现在,来自芝加哥大学和威斯康星州美国和大学学院伦敦大学的物理学家首次在磁性材料的散装性质中看到了它的影响。研究人员认为,他们的工作具有对理解量子磁性和建筑量子计算机的影响–纠缠是这种设备增加力量的关键(S ghosh 等等。 2003年2003年自然 425. 48).

图1

纠缠是量子力学的一种特征,允许具有两个不同量子状态的粒子与古典物理允许的关系较近的关系。如果两个颗粒被缠结,那么我们可以通过测量另一个颗粒来了解一个粒子的状态。例如,如果一个粒子有旋转‘up’然后另一个自动旋转‘down’。纠缠对于量子计算和传送至关重要,但它的效果通常不会看到超越亚原子粒子的规模。

芝加哥大学的Thomas Rosenbaum及其同事在单一晶体的单晶上进行了实验,含有锂,钬,钇和氟(图1)。在这种盐中的钬原子都表现得像个磁体一样,并且在没有磁场的情况下,它们的磁矩在随机方向上点。然而,当应用一个字段时,时刻与场的方向对齐(图2)。

研究人员测量了与在不同温度下与该领域对齐的磁性矩的易容易性。然后他们比较了这一点‘susceptibility’ to the material’S吸收热量的能力发现这两个性质非常不同。

当样品冷却时,易感性平稳地​​增加,同时吸热以更不规则的方式变化。这与普通材料形成鲜明对比,根据研究人员,只有在有量子机械混合时才能解释– or entanglement –在系统中的不同磁力状态。这是因为纠缠效应对易感性贡献得多,而不是吸热。

确认他们的发现,研究人员将其实验结果与计算机模拟和理论相结合。盐’发现S易感性匹配预计考虑量子纠缠的理论值。

研究人员称,他们的作品表明,纠缠可能发生在远非完美的紊乱中。“我们看到这些密集的固态磁铁作为基本量子力学和潜在量子计算应用的有希望的系统,” Rosenbaum told physicsweb.. “挑战仍然是为了操纵执行实际量子逻辑操作的纠缠。”

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