韩国研究团队全球首次实现了对固体材料中电子“量子距离”的直接测量。图为直观展示“量子距离测量”的示意图:两个黄色小球表示电子,下方白色刻度尺象征测量工具。图片来源:延世大学教授金根洙
韩宣网6月9日电(记者金善雅)韩国科学技术信息通信部6日表示,由延世大学金根洙(人名均为音译)教授研究团队与首尔大学梁范廷教授研究团队合作,首次实现了对固体材料中电子“量子距离”的直接测量,研究成果已发表于国际顶级学术期刊《科学》。
“量子距离”是指在比原子更微观的量子世界中,用于量化粒子间量子态相似程度的物理量。当两个状态完全一致时距离为0,完全不同则为1。这一指标在评估量子计算精度、追踪状态变化等方面具有关键意义。
近年来研究表明,固体中电子的量子距离与超导现象等复杂物理现象密切相关,因此其重要性日益凸显。然而,以往只能通过间接方式进行估算,从未实现过直接测量。
研究团队聚焦于结构简单的材料——黑磷。首尔大学研究团队发现,电子的量子距离由波的相位差决定;延世大学研究团队则利用“角分辨光电子能谱技术”(ARPES),精确测量相位差引发的信号强度,最终成功提取出量子距离。
研究团队表示,就像建造安全建筑离不开精准的距离测量,要开发高效、可靠的量子技术,也必须精确掌握量子距离。此次成果有望成为量子计算、量子传感等多个领域的基础性工具。
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