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美国北卡罗来纳州立大学团队在《自然》杂志发文，解析室温下实现超荧光现象的机制与材料条件，有望推动无需极低温度的量子计算机等应用发展。研究揭示杂化钙钛矿材料的“隔热”效应，观察到宏观量子态的形成过程。

　　美国北卡罗来纳州立大学牵头的国际团队在最新一期《自然》杂志发表研究，详细解析室温下实现超荧光现象的机制与材料条件。该研究有望助力开发室温下奇异量子态材料，推动无需极低温度的量子计算机等应用的发展。

　　研究首次展示了室温下产生宏观量子相干性的实验与理论支撑，解释了部分材料在环境温度下更易实现奇异量子态的原因。

　　量子世界中的集体现象，即“宏观量子相变”，能引发超导、超流或超荧光等现象。这些现象源于大量量子粒子的同步行为，形成一个整体量子态系统，协同运作如一个巨大量子粒子。

　　通常，这类量子相变仅在超低温条件下发生，高温下的热噪声会干扰粒子同步，阻碍量子态形成。但最新研究揭示，杂化钙钛矿材料的“大极化子”结构可保护量子粒子团体，免受干扰，为超荧光创造条件。

　　研究人员发现，激光激发下，杂化钙钛矿材料中的电子引发极化子聚集，形成“孤子”结构。这一发现进一步揭示了“隔热”效应的机制。

　　将原子晶格比作拉紧的布，激子如球置于布上，局部压陷。形成宏观量子态需所有激子协调一致并与晶格形成整体，但热噪声会打乱这种协调。极化子从无序过渡到有序结构，形成孤子，实验首次直接测量了这一演变过程，观察到宏观量子态的形成。

　　宏观量子态如超导性，是量子技术的核心基础，当前技术受限于低温环境需求。科学家理解这一原理，掌握了设计高温工作量子材料的准则，取得重大进展。

（文章来源：科技日报）