科学家发现二维材料中的单原子缺陷可以在室温下保存量子信息

科学家发现，层状二维材料中的“单原子缺陷”可以在室温下保留几微秒的量子信息，这凸显了二维材料在推进量子技术方面的潜力。

曼彻斯特大学和剑桥大学的研究人员使用一种名为六方氮化硼(hBN) 的薄材料发现了这一缺陷，它证明了自旋相干性——电子自旋可以在环境条件下保留量子信息的特性。他们还发现这些自旋可以用光控制。

到目前为止，只有少数固态材料能够做到这一点，这标志着量子技术向前迈出了重要一步。

发表在《自然材料》上的研究结果进一步证实，室温下可达到的自旋相干性比研究人员最初想象的要长。

这篇论文的合著者、剑桥大学卡文迪什实验室的博士后研究员卡梅姆·M·吉拉多尼 (Carmem M. Gilardoni) 说：“结果表明，一旦我们将某种量子态写到这些粒子的自旋上，电子，该信息的存储时间约为百万分之一秒，使该系统成为量子应用非常有前途的平台。

“这可能看起来很短，但有趣的是，这个系统不需要特殊条件——它甚至可以在室温下存储自旋量子态，并且不需要大磁铁。”

六方氮化硼(hBN)是一种超薄材料，由堆叠的单原子厚层组成，有点像纸张。这些层通过分子之间的力结合在一起，但有时，这些层之间存在微小的缺陷，称为“原子缺陷”，类似于内部被困有分子的晶体。这些缺陷可以吸收和发射我们可以看到的光，它们也可以充当电子的局部陷阱。

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