星島日報

港大量子物理研究 助拓新材料

2020-06-16 00:00
  (星島日報報道)科技先進令計算器件愈來愈精密、體積愈來愈小,但要朝更精密方向繼續發展,就需要從量子物理學入手去改良或發掘新材料。香港大學和北京、上海等地的物理學家合作,通過大規模量子多體熱力學與動力學計算,首次成功「破譯」二維阻挫量子磁性晶體(TMGO),有助日後在量子磁性材料中實現其拓撲性質,為未來開拓新材料鋪路。有關研究最近於國際權威學術期刊《自然.通訊》中發表。

  拓撲物態概念是凝聚態物理學的重要理論,意指於二維的磁性模型中,從磁性有序到磁性無序的狀態之間,還可能存在一種具有扭曲自旋排布的中間磁性狀態,但這些年來一直未能在提出具拓扑物態的量子磁性材料中找到。

  不過,港大物理學系副教授孟子楊,聯同北京航空航天大學物理學院副教授李偉、復旦大學物理系教授戚揚率領研究團隊,早前利用國家超級計算中心天河系列超級電腦進行量子蒙特卡洛、熱張量重正化群大規模平行計算,準確算出TMGO微觀量子模型中,電子自旋交換相互作用的正確參數,印證TMGO只有在特定溫度範圍內才會展現拓撲物態的假設。

  孟子楊表示,這有助為其下一步實驗研究提供準確的溫度和磁場等參數,從而確定其在科研和工業應用中合適的參數範圍。「現在智能手機的計算能力已經超越二十年前的超級計算機,倘若採用合適的量子材料去製造新計算機,不難預見二十年後的智能手機或有機會超越當前世界超級電腦的計算能力。」

  

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