量子新发现：揭示新型“半冰半火”状态，量子计算潜力巨大

2024年，美国布鲁克海文国家实验室的物理学家在一项研究中发现了一种新型物质状态，被称为“半冰半火”，存在于一种磁性化合物Sr3CuIrO6中。这项发现建立在他们2016年对同种材料中“半火半冰”状态的识别之上，该材料由锶、铜、铱和氧组成。 这一突破的关键在于“受挫”的概念，描述了相邻粒子之间的相互作用。研究团队发现，在一个狭窄的温度范围内，材料的状态会完全逆转。在“半火半冰”状态下，铜原子上的电子自旋是无序的，类似于火焰，而铱自旋则被冻结在原位。相反，在最新发现的“半冰半火”状态下，铜自旋变得有序，而铱自旋变得混乱。 研究人员魏国银和阿列克谢·茨维利克认为，这种可逆性对于在量子信息科学和微电子学中潜在地利用Sr3CuIrO6至关重要。精确控制相变的能力可以解锁量子领域的新技术可能性，可能导致量子计算和自旋电子学方面的进步。殷强调，理解奇异状态之间的转变是凝聚态物理和材料科学的核心，有可能推动重大的技术进步。