普通晶体被证明是低温光技术的理想选择

超导和量子计算是两个已经从理论界渗透到大众意识中的领域。 2025 年诺贝尔物理学奖获奖者是在可驱动超强大计算机的超导量子电路方面的工作。但可能不太为人所知的是,这些有前途的技术通常只能在接近绝对零的低温下才能实现。不幸的是,很少有材料可以承受这种极端情况。当寒冷时,它们所珍视的物理特性就会消失。

来源:英国物理学家网首页
天然和同位素工程 STO 的场、温度、相关介电和极化数据的比较。图片来源:《科学》(2025)。 DOI:10.1126/science.adx8657
科学

超导和量子计算是两个已经从理论界渗透到大众意识中的领域。 2025 年诺贝尔物理学奖获奖者是在可驱动超强大计算机的超导量子电路方面的工作。但可能不太为人所知的是,这些有前途的技术通常只能在接近绝对零的低温下才能实现。不幸的是,很少有材料可以承受这种极端情况。当寒冷时,它们所珍视的物理特性就会消失。

然而,在《科学》杂志上发表的一篇新论文中,斯坦福大学的工程师团队重点关注了一种有前途的材料——钛酸锶,简称 STO,这种材料的光学和机械特性在极低温度下不会下降,而且实际上会变得更好,大大优于现有材料。

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他们认为这些发现表明 STO 可以成为新型光基机械低温设备的构建模块,将量子计算、太空探索和其他领域推向新的水平。

量子计算 太空探索

钛酸锶的电光效应比当今最常用的电光材料强 40 倍。但它也可以在低温下工作,这有利于构建量子传感器和开关,而量子传感器和开关是当前量子技术的瓶颈。”该研究的资深作者、电气工程学教授 Jelena Vuckovic 解释道。

峰值性能

低温

舞会上的壁花

“通过仅向材料中 33% 的氧原子添加两个中子,所得的可调性增加了四倍,”安德森指出。 “我们精确调整了配方,以获得最佳性能。”

后续步骤

钛酸锶 更多信息: arXiv