科技日報記者 張佳欣
美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院研發(fā)出一臺量子設(shè)備，可在單一系統(tǒng)中同時測量電流、電阻和電壓。這種“一箱式”測量方法有望大幅簡化量子電學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的操作，降低科研成本。相關(guān)論文發(fā)表于最新一期《自然·電子學(xué)》雜志。
測量電力時，團隊需要確定電流的安培數(shù)、電阻的歐姆數(shù)以及電壓的伏特數(shù)。但在開始測量之前，必須首先統(tǒng)一這些單位的標(biāo)準(zhǔn)。這通常需要兩臺獨立的量子設(shè)備。
將兩種量子標(biāo)準(zhǔn)整合在一起極具挑戰(zhàn)性，因為兩臺設(shè)備都依賴脆弱的量子現(xiàn)象，而這些現(xiàn)象只能在極低溫下觀察到，且需要使用低溫冰箱才能實現(xiàn)。傳統(tǒng)上，其中一臺設(shè)備需要磁場，而磁場會干擾另一臺設(shè)備的運行。
新的“一箱式”方法通過使用一種新型材料解決了這一問題。該材料可在無需磁場的情況下實現(xiàn)量子特性，使得此前必須分開的兩套量子系統(tǒng)可在同一個低溫冰箱中同時運行。團隊利用這套設(shè)備獲得了安培、歐姆和伏特的測量值，誤差僅在百萬分之一量級。
這臺設(shè)備有望降低量子電學(xué)標(biāo)準(zhǔn)使用成本，并可讓全球科研人員更方便地使用。
