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       近日，国外科学家们在通电纳米碳管内放置一小块金刚石，研制出了量子信息处理系统的基础元件。
       研究者将通电纳米碳管的机械振动和金刚石缺陷的磁特性相结合；这种结合可以实现纳米碳管和金刚石的量子态的相互转移，以及量子态向位于几微米距离远的另外一个金刚石转移。
       该研究由Peng-Bo Li等人主持领导，用于新型混合量子设备的应用；论文发表在Physical Review Letters上。
       金刚石和纳米碳管都是碳的同素异形体，其独特的材料属性都可用于量子设备的制造。金刚石具有氮空位中心的缺陷，能够发出明亮的红光。通过对氮空位中心缺陷的光学属性的控制，可以使该缺陷占有一个显著的量子态，充当量子点的作用。纳米碳管也具有显著的机械和电子性能。
       金刚石和纳米碳管的诸多研究都是将其作为独立的实体，很少将其结合起来进行研究。近日，国外的一组研究团队发现，金刚石的氮空位中心可以和机械谐振器结合，从而使金刚石的磁特性和谐振器的机械运动结合起来。但这种结合强度目前普遍比较弱。
       研究者将金刚石的氮空位中心和纳米碳管结合，施以60µA的电流从而使其发生共振；纳米碳管和金刚石缺陷之间的结合是由于电流以量子规模产生了一个近磁场。这种设备相当于量子版的奥斯特实验：通电导线周围产生磁场，从而推动磁针发生转动。
       由于这两种碳同素异形体的优越属性，新型混合量子设备的磁性结合强度是一般设备的三倍。通过改变电流大小还可以调节两种材料间的相互作用。
       研究还发现，金刚石和纳米碳管结合后，氮空位中心和纳米管的量子态可以相互转移，同时还能向临近的金刚石-纳米碳管结合的量子态相互转移。在未来，氮空位中心可以充当量子点的作用。快速有效地控制这些量子点的量子态可以用于量子信息处理系统的研发，还可以用于纳米传感器的制备。
       这种设备可根据电子自旋对量子逻辑闸进行编址，还可用于物理和生命科学领域的微压力、温度、电力和磁场变化探测用传感器。（本文由中国超硬材料网原创翻译，请勿转载）