芝加哥大学（The University of Chicago）与日本东北大学、阿贡国家实验室合作开展的一项新研究发现，一种名为尖晶石的宝石可用于存储量子信息，研究报告已发表在《应用物理快报》（Applied Physics Express）杂志上。尖晶石以其与红宝石和蓝宝石等宝石相似的鲜艳色彩而闻名，现已证明它能够存储量子信息，使其成为量子技术领域的一种可行材料。
芝加哥大学普利兹克分子工程学院（Pritzker School of Molecular Engineering）副院长David Awschalom教授表示，这一发现凸显了尖晶石等材料令人难以置信的潜力。长期以来，尖晶石因其美学品质而备受推崇，但现在却显示出深厚的科学能力。通过利用其独特的特性，我们不仅加深了对量子比特系统的理解，还以以前无法想象的方式扩展了量子技术的工具包。
量子信息技术利用量子力学实现处理、存储和传输信息。这项技术的核心是量子比特集合，即量子比特系统。在其中一个系统中，钻石或莫桑石等固体主材料通过原子缺陷来捕获电子自旋，从而保留量子信息。这些宝石的透明特性有助于以足够稳定的方式隔离这些量子比特，以便进行操纵。
2021年，研究小组为寻找新的固态自旋量子比特系统制定了指导方针；2022年，该研究小组公布了一种简化可行量子比特材料发现过程的方法。目前，研究小组发现了尖晶石的特殊属性。通过将激光束直接照射到材料上进行激发，然后测量发射的光（光致发光）来分析材料的响应，从而对尖晶石进行实验测试。
然而，要使量子比特完全投入运行，系统需要证明三种功能：初始化、操纵和检测。此次芝加哥大学联合研究的结果表明，尖晶石具备了第一和第三项功能，即初始化和读取量子比特状态的能力。
David Awschalom教授表示，展望未来，尖晶石中量子比特功能的展示将为量子技术开辟尚未探索的机遇。科学家们也将继续操纵和控制自旋量子比特，用于传感、通信和计算领域的新兴量子应用。
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