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[交流] 利用电场控制电子自旋获得成功

科技日报11月5日报道荷兰代夫特技术大学纳米科学研究所和基本物质研究基金会的科学家表示，他们利用电场成功地控制了单个电子的自旋。该研究为未来开发超快速量子计算机奠定了基础，相关研究文章发表在11月1日美国科促会《科学快报》网站上。

　　研究人员表示，用电场控制电子自旋初看起来令人感到惊讶，然而从相对论中不难发现，一个运动的电子能够“探测”到一个电场，这与电子在磁场中的情况相类似。基于此原理，他们迫使单个电子穿过快速变化的电场，并发现这种方法能够控制电子的自旋。

　　控制单个电子自旋十分重要，它是未来量子计算机的基石。电子不仅带有电荷，而且由于自旋的原因还是一个微小磁体。在磁场中，自旋方向可以同磁场相同或相反，但是根据量子力学原理，自旋的两种状态可以同时存在，其结果是电子自旋可以成为量子计算机极有希望的基础。

　　同利用磁场控制电子自旋的方法相比，电场控制电子自旋的优势在于人们能容易地产生电场。同时，利用电场，人们还可以更方便地独立控制不同电子的自旋，这是量子计算机所必须的条件。研究负责人列文·德斯潘博士表示，接下来的工作是将技术手段用于多个电子的研究。

　　左图为一纳米装置的电子显微镜照片，此装置与研究人员实验用的类似。图中显示，被锁定在右边“陷阱”里的电子“探测”到了电场的存在，同时其位置在电场中随时间不断变化（白色虚线）。

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