物理：量子位元的候选人-电洞量子点
编辑 Tzu-Ming Lu 报导
英国Heriot-Watt大学的科学家Geradot等人，量测电洞在InGaAs量子点中的自旋弛豫时间(spin relaxation time)，发现可长达1ms，可望用来实现量子计算中的量子位元(quantum bit)。
在固态材料中实现量子位元的一个方法，是利用发展成熟的长晶技术，在半导体中制造出量子点。电子在量子点中，自旋可为“朝上”或“朝下”，可简单的看成一个二能阶系统，分别为量子位元的零和一。目前量子计算实验上的困难之一，是电子很容易受到周围原子核自旋的影响，在“上”和“下”两态间跳换，而使得资讯遗失。此研究舍电子而改用电洞量子点。电洞的波函数可由原子的p轨域构成。p轨域在原子核处恰为节点，因此电洞与原子核间的超精细交互作用(hyperfine interaction)远较电子来得弱，使得电洞可具有较长的自旋弛豫时间。
此实验于绝对温度4.2K进行。研究人员使用圆极化的雷射照射在具有一个电洞的InGaAs量子点上，产生一自旋相反的电洞和一电子。由于电子与原子核间的超精细交互作用较强，电子的自旋极化很快地消失，留下自旋被极化的电洞。
电洞在量子点中的自旋弛豫时间据估计可达1ms。若以电洞量子点作为量子位元，或许足以在资讯丧失前进行许多次的量子运算。