南大：揭示与近藤无关的量子海市蜃楼

南京大学物理学院教授丁海峰的研究小组发现了一种不依赖近藤效应的量子海市蜃楼效应。这种效应不再局限于费米能级附近，而是可以在很宽的能量范围内探测到。在此基础上，他们还揭示了量子海市蜃楼的物理机制，构建了原子尺度的基本逻辑门。最近，他们的研究成果发表在《自然通讯》上，题目是“椭圆量子围栏中的近藤独立海市蜃楼”。

海市蜃楼是自然界非常有趣的现象。量子海市蜃楼效应是海市蜃楼的量子版本。近藤效应是一种磁性杂质很少的晶体金属，在低温下电阻很小。

先前的工作利用近藤效应实现了量子海市蜃楼，这只能在费米能级附近探测到。这极大地限制了对量子海市蜃楼物理机制的探索和可能的应用。

该论文的第一作者、物理研究所的李启立博士认为，量子海市蜃楼效应表明，位于椭圆量子栅栏中一个焦点上的原子的近藤效应可以在另一个焦点上被探测到，从而证明了在原子尺度上传输信息的可能性，并使得在几乎没有干扰的情况下远程探测原子和分子性质成为可能。

基于系统的实验研究和分析模型，本研究揭示了量子海市蜃楼的形成机制，表明量子海市蜃楼是一个电子波函数相干叠加的结果，该电子波函数没有焦点通过一个椭圆量子栅栏放置在原子上，而一个波函数通过栅栏反射回来并放置在另一个焦点上。在此基础上，他们通过对量子海市蜃楼的精确控制，进一步实现了基本的逻辑操作，如逻辑非门、扇门和或门。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41467-020-15137-8