8月9日消息，路易斯安那州立大学（LSU）物理系副教授Omar Magana-Loaiza领导的研究团队在Nature发表论文，首次创造出能够在室温下识别和传输不同量子态光的超薄量子材料。

几乎所有已发现的量子材料都需要冷却到接近绝对零度的温度才能工作。在普通温度下，热引起的原子振动会破坏脆弱的量子效应。为抑制这种运动，通常需要大型低温制冷系统——这导致量子材料可以在精心控制的实验室中完成惊人的任务，但在现实世界的设备中使用却困难且昂贵。

LSU团队通过在金薄膜上蚀刻数百个微观结构，创造出一种超材料“超表面”（metasurface）。该材料能够在室温下对不同偏振态和轨道角动量的光量子态进行分选和传输，解决了量子材料研究中最重要的障碍之一。

研究团队通过精确控制金微结构的几何形状和排列方式，利用等离子体共振效应在纳米尺度上操控光的量子性质。实验验证了该超表面对多种光子量子态的区分和路由能力，且性能在室温环境下保持稳定。

这项技术对量子通信、量子计算和量子传感领域具有深远影响。当前量子设备的一个关键瓶颈是需要庞大的制冷基础设施。如果量子态操控可以在室温下实现，量子技术的部署成本和体积将大幅降低，加速其在消费电子、医疗成像和国防传感等领域的应用。 （来源：ScienceDaily）