新物質狀态“量子自旋液态”确實存在，可加速開發超級計算機

哈佛大學的科學家們已經證明了一種全新的物質狀态“量子自旋液态”（quantum spin liquid）的存在，它可以加速超級計算機“量子計算機”的研發，并導緻像阿爾茨海默氏症這樣的疾病得到治愈。

據報道，量子自旋液态是由實體學家菲利普·W·安德森（Philip W. Anderson）在1973年左右首次預測的，但這種狀态從未在實驗中被觀察到。哈佛大學的團隊并沒有試圖在紙上證明它的存在，而是使用了一種實驗方法在實驗室中重新建立這種物質狀态。

哈佛大學團隊使用“可程式設計量子模拟器”(programmable quantum simulator)重新建立了新的物質狀态，這是一種量子計算機，使用雷射來重制實體環境，并操縱原子的幾何形狀和互相作用。

據悉，量子自旋液體的粒子間距很大，但由于其原子的磁性而保持連接配接。

雖然這種物質的概念和用來證明它的實驗都非常複雜，但它最終可能會在現實世界中産生極其有用的應用。這是因為量子自旋液體可以極大地加快新的量子計算機的發展。

這些機器，其發展仍處于起步階段，可以用來解決比現在的計算機更快的問題。科學家們預測，它們将改變醫學，并最終産生對目前無法有效治療的疾病的治愈方法，包括阿爾茨海默氏症。

馬克斯·普朗克-哈佛大學量子光學研究中心的博士後研究員、該研究的主要作者朱利亞·塞梅吉尼（GiuliaSemeghini）表示，标準的量子計算機有單獨的“量子比特”，這是一種可以編碼資訊的粒子，它們對外部擾動非常“脆弱”。然而，通過量子自旋液體，人們可以建立一個“拓撲量子比特”，它在系統的拓撲結構中存儲資訊，而不是在單個物體的狀态中存儲資訊。

由于拓撲結構很難被打破，是以拓撲量子比特對錯誤的抵抗力很強。

實體學教授米哈伊爾·盧金（MikhailLukin）是這項研究的資深作者和哈佛大學量子計劃的聯合主任，他表示，研究小組目前隻是創造了一個“嬰兒版”的拓撲量子比特，離實際應用還很遠，但這一發現還是令人激動。

文/南都記者 陳林