GlobalFoundries宣布投资14亿美元
06-06
【Andrea莫雷洛团队，图片来源UNSW官网】事实上，这一发现动摇了核磁共振的范式——这是因为磁场的产生需要大线圈和大电流。
它们的作用范围很广，很难将磁场限制在很小的空间内；电场可以在微小电极的尖端产生，并且可以在远离电极尖端时急剧下降。
正如Andrea莫雷洛·教授所说：磁共振就像举起整个台球桌并摇动它，从而移动桌子上的球。
电共振的突破就像拥有台球杆并准确击球一样。
实验室天线爆炸是成功的关键 谈到研究初衷，Andrea莫雷洛·教授表示：半个多世纪以来，核电谐振领域几乎处于休眠状态。
我研究自旋共振已有20年了，我们的发现完全是偶然的。
据新南威尔士大学官网介绍，研究团队最初对锑（Sb，一种核自旋较大的元素）原子进行了核磁共振。
该论文的作者之一 Serwan Asaad 博士解释说：我们最初的目标是探索由核自旋的混沌行为决定的量子世界和经典世界之间的边界，这纯粹是出于好奇心，并没有考虑任何应用。
但原子核的反应很奇怪，在某些频率下不反应，但在其他频率下反应强烈。
这无疑让研究团队感到困惑，直到团队意识到他们正在做电共振，而不是磁共振。
因此，研究人员创造了一种由锑原子和特殊天线组成的装置。
经过优化后，该装置产生高频磁场来控制原子核。
据悉，该实验需要强大的磁场，因此研究人员向天线输入大量功率，导致天线爆炸。
雷锋网获悉，如果研究团队在实验中使用磷等较小的原子核，那么如果天线被炸毁，就意味着设备无法使用，游戏就结束了。
但这个“失败”恰好是成功的关键——由于使用了锑原子核，天线被破坏后产生了强大的电场，研究人员发现了核电共振。
为硅量子计算机铺平道路 在展示了电场控制原子核的能力后，研究人员使用微观理论模型来了解电场如何精确地影响原子核的自旋。
具体来说，上述模型揭示了核电四极相互作用的纯电调制如何因晶格应变而导致独特可寻址的相干核自旋跃迁。
自旋移相（雷锋网注：指快速打散相干信号，导致不需要的残留信号快速衰减，从而减少对后续有用信号的影响）时间（0.1秒）比是通过需要耦合电子自旋来实现的时间使用电力驱动方法获得的长度要长几个数量级。
上述结果表明，高自旋四极核可用作混沌模型、应变传感器和使用全电控制的自旋机械混合量子系统。
将电控核心与量子点集成可以为可扩展、基于核心和电子自旋的硅量子计算机铺平道路，该计算机无需振荡磁场即可运行。
基于此，研究团队发现，核电共振是一种真正的局域微观现象——电场使周围的原子键（雷锋网注：一般指两个原子共享电子对产生的化学键）重新定向。
核。
莫雷洛·教授还表示：这一发现意味着现在有一种方法可以利用单个原子的自旋来构建量子计算机，而不需要任何振荡磁场来运行它们。
此外，使用这些原子核作为精确的电场和磁场传感器可以回答量子科学中的基本问题。
在论文中，研究小组还详细演示了利用硅纳米电子学内部产生的局域电场对单个锑核进行相干量子控制。
【利用纳米级电极局部控制硅片中单个锑核的量子态，来源UNSW官网】值得一提的是，Andrea莫雷洛不仅是新南威尔士大学量子工程科学教授，也是一家总部位于新南威尔士州悉尼的公司。
威尔士大学量子计算与通信先进技术中心项目经理，并于2018年8月成立了澳大利亚第一家量子计算公司Silicon QuantumCom教授gPty Ltd，推动量子计算机的研发和商业化。
2020年9月，Andrea莫雷洛团队发明了一种基于“自旋翻转量子比特”的量子计算机结构。
这项发明还显着降低了量子芯片大规模制造的成本和难度，并在顶级学术期刊《自然.通讯》（Nature Communications）上发表了相关论文。
Andrea、莫雷洛、教授等人也曾表示：我们计划到2020年开发出10量子位的硅基集成电路芯片，这将是迈向世界第一台硅量子计算机的第一步。
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