Bước Nhảy Lượng Tử: Quan Sát Thấy Chuyển Pha Siêu Bức Xạ, Cách Mạng Hóa Công Nghệ Lượng Tử

Xác Nhận Dự Đoán Hàng Thập Kỷ

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Rice đã đạt được một kỳ tích đột phá, trực tiếp quan sát thấy chuyển pha siêu bức xạ (SRPT). Hiện tượng lượng tử này, được dự đoán hơn nửa thế kỷ trước, có tiềm năng to lớn cho điện toán lượng tử, truyền thông và cảm biến.

SRPT liên quan đến hai nhóm hạt lượng tử dao động tập thể, tạo thành một trạng thái vật chất mới mà không cần các tác nhân bên ngoài. Các phát hiện của nhóm đã được công bố trên tạp chí Science Advances.

Vượt Qua Các Rào Cản Lý Thuyết

Khám phá này được thực hiện trong một tinh thể erbium, sắt và oxy, được làm lạnh đến -457 độ F và tiếp xúc với từ trường 7 tesla. Các nhà nghiên cứu đã bỏ qua giới hạn "định lý cấm" bằng cách tạo ra một phiên bản magnonic của SRPT trong tinh thể từ tính.

Dasom Kim, một nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Rice, giải thích rằng họ đã nhận ra sự chuyển đổi bằng cách ghép các dao động spin của các ion sắt và erbium. Các magnon của các ion sắt bắt chước các dao động chân không, trong khi các spin của các ion erbium đại diện cho các dao động vật chất.

Cuộc Cách Mạng Công Nghệ Lượng Tử

Nhóm nghiên cứu đã quan sát các dấu hiệu của SRPT bằng cách sử dụng các kỹ thuật quang phổ tiên tiến. Các nhà nghiên cứu rất vui mừng về những tác động đối với công nghệ lượng tử.

Kim lưu ý rằng hệ thống ổn định các trạng thái lượng tử bị nén gần điểm tới hạn lượng tử của quá trình chuyển đổi, tăng cường độ chính xác của phép đo. Sự tiến bộ này có thể cách mạng hóa các cảm biến lượng tử và công nghệ điện toán, cải thiện độ trung thực, độ nhạy và hiệu suất của chúng.

Junichiro Kono, tác giả tương ứng của nghiên cứu, tuyên bố rằng bước đột phá này thiết lập một khuôn khổ mới để hiểu và khai thác các tương tác lượng tử nội tại trong vật liệu.