量子新發現：揭示新型「半冰半火」狀態，量子計算潛力巨大

2024年，美國布魯克海文國家實驗室的物理學家在一項研究中發現了一種新型物質狀態，被稱為「半冰半火」，存在於一種磁性化合物Sr3CuIrO6中。這項發現建立在他們2016年對同種材料中「半火半冰」狀態的識別之上，該材料由鍶、銅、銥和氧組成。 這一突破的關鍵在於「受挫」的概念，描述了相鄰粒子之間的相互作用。研究團隊發現，在一個狹窄的溫度範圍內，材料的狀態會完全逆轉。在「半火半冰」狀態下，銅原子上的電子自旋是無序的，類似於火焰，而銥自旋則被凍結在原位。相反，在最新發現的「半冰半火」狀態下，銅自旋變得有序，而銥自旋變得混亂。 研究人員魏國銀和阿列克謝·茨維利克認為，這種可逆性對於在量子資訊科學和微電子學中潛在地利用Sr3CuIrO6至關重要。精確控制相變的能力可以解鎖量子領域的新技術可能性，可能導致量子計算和自旋電子學方面的進步。殷強調，理解奇異狀態之間的轉變是凝聚態物理和材料科學的核心，有可能推動重大的技術進步。