新物质状态“量子自旋液态”确实存在，可加速开发超级计算机

哈佛大学的科学家们已经证明了一种全新的物质状态“量子自旋液态”（quantum spin liquid）的存在，它可以加速超级计算机“量子计算机”的研发，并导致像阿尔茨海默氏症这样的疾病得到治愈。

据报道，量子自旋液态是由物理学家菲利普·W·安德森（Philip W. Anderson）在1973年左右首次预测的，但这种状态从未在实验中被观察到。哈佛大学的团队并没有试图在纸上证明它的存在，而是使用了一种实验方法在实验室中重新创建这种物质状态。

哈佛大学团队使用“可编程量子模拟器”(programmable quantum simulator)重新创建了新的物质状态，这是一种量子计算机，使用激光来重现物理环境，并操纵原子的几何形状和相互作用。

据悉，量子自旋液体的粒子间距很大，但由于其原子的磁性而保持连接。

虽然这种物质的概念和用来证明它的实验都非常复杂，但它最终可能会在现实世界中产生极其有用的应用。这是因为量子自旋液体可以极大地加快新的量子计算机的发展。

这些机器，其发展仍处于起步阶段，可以用来解决比现在的计算机更快的问题。科学家们预测，它们将改变医学，并最终产生对目前无法有效治疗的疾病的治愈方法，包括阿尔茨海默氏症。

马克斯·普朗克-哈佛大学量子光学研究中心的博士后研究员、该研究的主要作者朱利亚·塞梅吉尼（GiuliaSemeghini）表示，标准的量子计算机有单独的“量子比特”，这是一种可以编码信息的粒子，它们对外部扰动非常“脆弱”。然而，通过量子自旋液体，人们可以创建一个“拓扑量子比特”，它在系统的拓扑结构中存储信息，而不是在单个物体的状态中存储信息。

由于拓扑结构很难被打破，所以拓扑量子比特对错误的抵抗力很强。

物理学教授米哈伊尔·卢金（MikhailLukin）是这项研究的资深作者和哈佛大学量子计划的联合主任，他表示，研究小组目前只是创造了一个“婴儿版”的拓扑量子比特，离实际应用还很远，但这一发现还是令人激动。

文/南都记者 陈林