科学家发现简单的创新使量子态持续时间延长10000倍

简单的创新有望为量子科学开辟多条新路。

如果我们能够驾驭它，量子技术将会带来奇妙的新可能性。

但是首先，科学家需要让量子系统保持束缚的时间超过百万分之几秒。

芝加哥大学普利兹克分子工程学院的一组科学家宣布，他们发现了一种简单的改进，98迷科，这种改进使得量子系统能够比以前保持运行——或者说“连贯”——10000倍的时间。

尽管科学家们在一种称为固态量子位的特殊量子系统上测试了他们的技术，但他们认为这种技术应该适用于许多其他种类的量子系统，从而可以彻底改变量子通信、计算和传感。

这项研究发表在2020年8月13日的《科学》杂志上。

这项研究的主要作者大卫·奥肖洛姆说:“这一突破为量子科学令人兴奋的新研究途径奠定了基础。

”“这一发现的广泛适用性，加上非常简单的实现，使得这种强大的相干性能够影响量子工程的许多方面。

它提供了以前认为不切实际的新研究机会。

在原子层面，世界按照量子力学的规则运行——与我们在日常生活中所看到的截然不同。

这些不同的规则可以转化为技术，比如几乎不可破解的网络或者功能极其强大的计算机；7月23日，美国能源部在加州大学的一次活动中发布了未来量子互联网的蓝图。

但基本的工程挑战依然存在:量子态需要一个极其安静、稳定的空间来运行，因为它们很容易受到来自振动、温度变化或杂散电磁场的背景噪声的干扰。

因此，科学家试图找到尽可能长时间保持系统连贯的方法。

一种常见的方法是将系统与嘈杂的环境物理隔离，但这可能很难操作，也很复杂。

另一种技术涉及到尽可能使所有的材料纯净，这可能是昂贵的。

加州大学的科学家们采取了不同的策略。

“采用这种方法，我们不会试图消除周围环境中的噪音；该论文的第一作者、博士后研究员苗本武说:“相反，我们“欺骗”系统，让它认为它没有受到噪音的影响。

在控制量子系统的普通电磁脉冲的配合下，该团队应用了额外的连续交变磁场。

通过精确调谐这个场，科学家可以快速旋转电子自旋，让系统“调谐”出其余的噪音。

苗解释说:“要理解这个原则，就像坐在旋转木马上，周围的人都在大喊大叫。

”“当车静止时，你可以完美地听到它们，但如果你快速旋转，噪音就会模糊成背景。