科學家(jiā)制(zhì)造出量子“域牆”，新的量子技(jì)術(shù)成為(wèi)可(kě)能

          這一發現可(kě)以幫助研究人(rén)員研究量子粒子，并為(wèi)未來(lái)的新技(jì)術(shù)開(kāi)辟道(dào)路，如量子電(diàn)子學或量子存儲器(qì)。相關研究成果發表在《自然》期刊上(shàng)。

在适當的條件下，原子組可(kě)以分離成域，在相遇的交界處形成一道(dào)“牆”。這道(dào)“域牆”的行(xíng)為(wèi)類似一個(gè)獨立的量子物體(tǐ)。

“它有(yǒu)點像沙漠中的沙丘——沙丘由沙子組成，但(dàn)沙丘就像一個(gè)物體(tǐ)，因為(wèi)其行(xíng)為(wèi)不同于單個(gè)的沙粒。”論文第一作(zuò)者Yao Kaixuan表示。

此前，科學家(jiā)們在量子材料中看見過這些(xiē)“域牆”，但(dàn)無法進行(xíng)可(kě)靠地生(shēng)成和(hé)分析。芝加哥(gē)大(dà)學團隊通(tōng)過制(zhì)造并研究“域牆”，觀察到了奇特的行(xíng)為(wèi)。

“我們在控制(zhì)原子方面有(yǒu)很(hěn)多(duō)經驗，”教授Chin說，“衆所周知，如果把原子向右推，它們會(huì)向右移動。但(dàn)在這裏，如果你(nǐ)把‘域牆’向右推，它會(huì)向左移動。”

“域牆”是一類湧現(emergent)現象。簡單來(lái)說，當一個(gè)實體(tǐ)被觀察到具有(yǒu)其組成部分沒有(yǒu)的屬性時(shí)，湧現就出現了。

這意味着“域牆”似乎遵循着新的物理(lǐ)定律，它的反向移動是多(duō)個(gè)粒子作(zuò)為(wèi)一個(gè)集體(tǐ)共同作(zuò)用的結果。

團隊研究了“域牆”這類湧現現象，認為(wèi)它們可(kě)以揭示一個(gè)定律(dynamical gauge theory)，該定律描述了材料和(hé)早期宇宙中的湧現現象，同樣的現象使第一批粒子聚集在一起，形成星系、恒星和(hé)行(xíng)星。

這一領域的突破也使新的量子技(jì)術(shù)成為(wèi)可(kě)能。“域牆”或許可(kě)以成為(wèi)未來(lái)技(jì)術(shù)的基礎，正如現代全球定位系統的基礎，源于20世紀50年代的科學家(jiā)試圖驗證愛(ài)因斯坦的相對論。

“這一現象（域牆）可(kě)能會(huì)在制(zhì)造可(kě)編程的量子材料或量子信息處理(lǐ)器(qì)方面得(de)到應用——它能用來(lái)創造一種更穩健的方式來(lái)存儲量子信息，或使材料具備新的功能。”Chin表示，“但(dàn)在我們找到答(dá)案之前，第一步是了解如何控制(zhì)它們。