在量子計算與傳感技術(shù)的探索之路上，科研人員最近取得了一項引人注目的新進(jìn)展。他們發(fā)現(xiàn)了一種全新的方法，通過精確操控材料的磁性開關(guān)，可以實現(xiàn)更加穩(wěn)定的量子態(tài)，為量子計算機的發(fā)展提供了新的可能性。

這項研究的核心是溴硫化鉻這種特殊的材料。它的原子層極薄且以堆疊的方式存在，形象地被科研人員比喻為千層酥。溴硫化鉻在量子信息的存儲上展現(xiàn)出了驚人的潛力，不僅能夠利用電荷、光子和磁性來存儲信息，還可以通過類似聲音的振動（聲子）來實現(xiàn)。但最讓物理學(xué)家感到振奮的是，它能夠借助磁控激子來鎖定量子數(shù)據(jù)。

激子其實并非新生事物，當(dāng)光子激發(fā)電子并留下空穴時，就會形成激子。然而，在溴硫化鉻中，激子的行為卻顯得尤為奇特。在大約-141攝氏度的低溫環(huán)境下，溴硫化鉻的原子層會被磁化，且相鄰原子層的磁場方向相反。一旦溫度超過這個臨界值，磁性就會消失，激子便能在材料中自由移動。

令人關(guān)注的是，由于溴硫化鉻的材料厚度僅有一個原子層，激子被嚴(yán)格限制在一條線上，無法隨意移動。這種一維的束縛就像給激子穿上了一件“緊身衣”，大大減少了外界對量子信息的干擾，使得信息能夠更長時間地保持而不易丟失。

在最新發(fā)表于《自然·材料》雜志的研究中，科研人員利用20束超短紅外激光脈沖對溴硫化鉻進(jìn)行了照射，隨后再用另一束激光將激子激發(fā)到更高的能量狀態(tài)。出乎意料的是，他們觀測到了兩種不同類型的激子，而原本預(yù)期只會有一種。

這一發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵在于激光的照射方向。當(dāng)從不同角度發(fā)射激光時，激子要么整齊地排列成一行，要么擴(kuò)散成三維的混亂狀態(tài)。這種差異為提升量子態(tài)的穩(wěn)定性提供了寶貴的資源。

雷根斯堡大學(xué)的魯珀特·胡貝爾教授表示：“磁序成為了一種新的調(diào)控手段，可以塑造激子及其相互作用，這可能會為未來的電子和信息技術(shù)帶來革命性的變革?！?/p>

目前，研究團(tuán)隊正在深入探索這些激子是否可以轉(zhuǎn)化為磁自旋激發(fā)。如果能夠?qū)崿F(xiàn)這一目標(biāo)，那么光、自旋和電荷之間就可以實現(xiàn)量子信息的自由交換。密歇根大學(xué)的馬基洛·克拉教授指出：“從長遠(yuǎn)來看，我們有望構(gòu)建出能夠利用光子傳輸信息、電子處理信息、磁性存儲信息以及聲子調(diào)制和轉(zhuǎn)換信息到新頻率的量子設(shè)備，甚至可能同時利用這三種或全部四種特性?！?/p>