在量子领域的某个地方，一场小型狂欢正在进行。研究人员创造了超小型悬浮钻石，其直径相当于 350 股人类 DNA，它们每分钟旋转超过 10 亿次，像迪斯科球一样反射光线。
这些微小的派对装饰品是由普渡大学的科学家发明的，他们利用它们进行超精确测量，有助于阐明量子力学和引力之间的关系。悬浮纳米金刚石之前曾被研究过，但要让它真正发挥作用需要非常精确的条件。
普渡大学物理学和天文学教授李通仓在一份声明中表示：“过去，对这些悬浮钻石进行的实验很难防止它们在真空中丢失并读取自旋量子比特。然而，在我们的工作中，我们成功地利用特殊的离子阱将钻石悬浮在高真空中。这是我们首次能够在高真空下观察和控制悬浮钻石内部自旋量子比特的行为。”
量子比特是计算机比特的量子版本，是量子信息的基本单位，其中半导体材料用于捕获单个电子电荷及其相关自旋。为了创造必要条件来研究钻石的旋转如何影响自旋量子比特，研究人员必须以每分钟 12 亿转的惊人速度旋转钻石。
他们利用光刻技术制作了一块厚度为 300 纳米、镀金的蓝宝石晶片，这种技术也用于制造计算机芯片。钻石本身的平均直径为 750 纳米，是在高压和高温下形成的，这加快了形成闪闪发光的岩石的自然过程。这些钻石包含可以容纳电子自旋量子比特的微小结构。
为了测量钻石的自旋，研究人员用绿色激光照射钻石，使其发出红光。这束光反过来又让研究人员能够确定电子的自旋状态。另一束激光用于监测纳米钻石的自旋。当它旋转时，纳米钻石会像迪斯科球一样散射激光的红外光。
《自然通讯》杂志上发表的一篇论文描述了这项新技术，它将使人们能够研究量子物理等令人兴奋的概念，但研究人员表示，它也有实际应用，例如用于精密加速度计和电场传感器。
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