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新华社东京10月10日电(记者钱铮)日本冲绳科学技术大学院大学近日发布公报说,该校研究人员领衔的研究团队首次直接观测到此前一直难以捕捉的暗激子演变过程,为在经典信息技术和量子信息技术领域取得新突破奠定基础。相关论文近期已发表于英国《自然-通讯》杂志上。

激子是指在凝聚态体系中,受激电子和空穴通过库仑相互作用结合成的准粒子状态,以其与光的相互作用性质可以分为亮激子和暗激子。暗激子是无法直接与光耦合的激子类型,在量子信息等领域具有重要应用价值,但是因为其不发光的隐身性而难以被观测到。

在本项研究中,研究团队利用冲绳科学技术大学院大学的世界先进水平“时间分辨角分辨光电子能谱(TR-ARPES)”装置,配合自主研发的极紫外光源,在原子水平超薄半导体材料——过渡金属二硫化物中,首次直接观测到暗激子的演变过程。研究人员确认实验中观测到的暗激子存在了纳秒级的时长。

相比于量子比特,暗激子更不易受温度等外界环境因素影响,这种特性让其在量子技术领域备受期待,因为它们能更长时间保持量子态。论文通讯作者、冲绳科学技术大学院大学教授凯沙夫·达尼说:“暗激子本质上与光的相互作用较少,因此其量子特性不容易退化,作为信息载体具有巨大的可能性。但是,正因为其‘难以窥见’,研究和控制暗激子非常具有挑战性。我们开辟了一条创造、观察和操纵暗激子的途径。”