中大量子物理研究新突破

中大量子物理研究新突破

中大量子物理研究新突破

【香港中通社三十日電】香港中文大學物理系助理教授劉仁保與其合肥中國科技大學的合作夥伴，最近在量子態壽命的研究上取得重大突破，大大延長量子相位的穩定狀態，把其壽命由原本的○點○四微秒延長近千倍至三十微秒，朝量子計算邁進一大步。該研究剛於最新一期的國際權威學術期刊《自然》發表。

科學家若能操控量子訊息，即有望開發擁有超級運算能力的量子電腦，處理龐大及複雜的資訊，解決現時電腦難以處理的課題，例如天氣預測、優化設計、遺傳基因鑒定及工程解碼等。

然而，量子物體有兩個特徵，其一是可以同時處於多個狀態下，稱為“疊加態”，例如電子自旋，像是微小的磁鍼，可以同時處於朝上和朝下的狀態。其二是它會隨機跳到其中一個狀態，突然朝上或朝下，以致量子訊息無法保存，稱為“量子態塌縮”。在室溫下的固體材料裏，保護電子自旋的量子態尤其困難，量子訊息根本難以運行。

為保護量子狀態，劉仁保的研究隊伍巧妙地利用微波技術，把固體材料“胡蘿蔔酸”裏的電子自旋的量子相位，從不足二千萬分之一秒提高至近三萬分之一秒。時間延長近千倍，足供量子計算所需。更可貴的是，這方案能夠在常溫下運作，為家居超級電腦奠下基礎。

上述研究成果還能應用至醫學及生物測量方面。劉仁保表示，該研究的微波脈衝能夠延長磁力共振譜的共振時間。共振時間越長，頻率測量就更加準確，有助提升醫療檢測技術的精准度。