金属内观察到数十亿个电子量子纠缠

每日科学——美国和奥地利科学家在最新一期《科学》杂志上报道，他们观察到量子临界材料中数十亿流动电子之间的量子纠缠，这是迄今为止导致量子临界的最强有力的直接证据，有望促进量子信息和超导技术的发展。

根据物理学家组织网络16日的一份报告，在最新的研究中，科学家们检测了镱、铑和硅组成的材料镱铑二硅在接近和穿过两个量子相临界点时的电磁行为，并发现了金属中数十亿流动电子之间的量子纠缠。研究合作者，莱斯大学的思特里克缪说，这是迄今为止最有力的直接证据，证明纠缠导致量子临界。

为了制备超纯的YbRh2Si2薄膜，维也纳工业大学的研究人员开发了一种非常复杂的材料合成技术。接近绝对零度时，材料会经历从形成磁序列的量子相到不形成磁序列的量子相的相变。后来，莱斯大学的李新伟在-271.75摄氏度左右对薄膜进行了太赫兹光谱实验，揭示了YbRh2Si2薄膜冷却到量子临界点时的光电导率。

“在量子临界点，传统观点认为只有自旋部分是临界点。然而，如果量子纠缠发生在电荷部分和自旋部分之间，那么电荷部分就变得非常重要。在最新的研究中，我们在磁性量子临界点检测到了电荷部分，并发现了量子纠缠导致量子临界的非常直接的新证据。”

莱斯大学量子材料中心主任司其苗指出，量子纠缠是储存和处理量子信息的基础。与此同时，科学家认为量子临界性可以导致高温超导。因此，最新的研究可以为量子信息和高温超导技术提供平台，促进这两项技术的发展，并为计算和通信领域的新技术打开大门。