近藤狀態下單電子活動特征揭開

　　據美國科學促進會網站報道，6月30日發表在《自然》雜志上的一項研究成果，揭示了近藤效應狀態下單個電子是如何與其周圍環境產生糾纏態的，這為研究近藤效應提供了全新視角。此重大發現不僅有助于解決長期困擾理論物理學家們的難題，還能幫助科學家們在盡可能小的空間內存儲信息。這將開辟出運算能量的一個廣闊新領域，推動量子計算機的發展。

　　近藤效應是日本科學家近藤淳首次發現的物理現象。按照通常的電阻理論，稀固溶體的電阻應隨溫度下降而單調下降，最后趨于由雜質散射決定的剩余電阻。但是自從1930年以來，科學家在實驗中發現，某些摻有磁性雜質原子的非磁性金屬的電阻溫度曲線在低溫下出現了一個極小值。1964年，近藤淳指出，電阻極小值的出現，是與雜質原子局域磁矩的存在相聯系的。他證明，在一定條件下，由自旋倒向交換散射引起的電阻率隨溫度下降而變大，而電子—聲子相互作用引起的電阻率隨溫度下降而變小，所以稀磁合金的總電阻在低溫下會出現電阻極小值。

　　近藤效應是電子與其周圍電子發生非常復雜的糾纏引起的，目前的研究方法只能測量到近藤狀態，無法獲知電子是如何與其周圍環境發生糾纏的。由來自美國、德國和瑞士科學家組成的研究團隊利用激光散射技術探測到近藤狀態下的電子活動。根據激光散射過的電子不同狀態，他們推測出，電子能通過吸收不同顏色的激光來改變溫度，反射回來的激光能夠攜帶量子糾纏態的特征，從而可以觀察到電子與其周圍環境之間的關系。

　　科研人員利用納米結構的設備將電子捕捉在小凹槽里，從而將單個電子分離出來。但是凹槽中的電子只能保持有限的隔離，最終還是會跟周圍的大量電子糾纏在一起。由于糾纏態的特殊性質，這一發現將對找到新的信息存儲和處理方法、有效應對計算過程的不穩定性打開方便之門，推動量子計算機的發展。

　　該項目首席研究員、普林斯頓大學電子工程助理教授哈坎·圖雷賽說：“目前的計算機使用晶體管來存儲信息，未來能夠將處于糾纏態的捕獲電子作為量子計算的基礎信息單元‘量子位’。量子位能夠存儲更多的信息，理論上量子計算機比晶體管機器體積更小、運算速度更快。”