哈佛大學的科學家們已經證明了一種全新的物質狀態“量子自旋液態”（quantum spin liquid）的存在，它可以加速超級計算機“量子計算機”的研發，並導致像阿爾茨海默氏症這樣的疾病得到治癒。
據報道，量子自旋液態是由物理學家菲利普·W·安德森（Philip W. Anderson）在1973年左右首次預測的，但這種狀態從未在實驗中被觀察到。哈佛大學的團隊並沒有試圖在紙上證明它的存在，而是使用了一種實驗方法在實驗室中重新建立這種物質狀態。
哈佛大學團隊使用“可程式設計量子模擬器”(programmable quantum simulator)重新建立了新的物質狀態，這是一種量子計算機，使用鐳射來重現物理環境，並操縱原子的幾何形狀和相互作用。
據悉，量子自旋液體的粒子間距很大，但由於其原子的磁性而保持連線。
雖然這種物質的概念和用來證明它的實驗都非常複雜，但它最終可能會在現實世界中產生極其有用的應用。這是因為量子自旋液體可以極大地加快新的量子計算機的發展。
這些機器，其發展仍處於起步階段，可以用來解決比現在的計算機更快的問題。科學家們預測，它們將改變醫學，並最終產生對目前無法有效治療的疾病的治癒方法，包括阿爾茨海默氏症。
馬克斯·普朗克-哈佛大學量子光學研究中心的博士後研究員、該研究的主要作者朱利亞·塞梅吉尼（Giulia Semeghini）表示，標準的量子計算機有單獨的“量子位元”，這是一種可以編碼資訊的粒子，它們對外部擾動非常“脆弱”。然而，透過量子自旋液體，人們可以建立一個“拓撲量子位元”，它在系統的拓撲結構中儲存資訊，而不是在單個物體的狀態中儲存資訊。
由於拓撲結構很難被打破，所以拓撲量子位元對錯誤的抵抗力很強。
物理學教授米哈伊爾·盧金（Mikhail Lukin）是這項研究的資深作者和哈佛大學量子計劃的聯合主任，他表示，研究小組目前只是創造了一個“嬰兒版”的拓撲量子位元，離實際應用還很遠，但這一發現還是令人激動。
文/南都記者 陳林
