IBM利用磁共振对单个原子成像,未来用于量子计算机

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北京时间7月2日消息,随着他们他们的设备尺寸那么小,那么复杂,用来制造它们的材料也那么复杂。这因为着他们他们后会 仔细地开发设计新材料。

▲我确实不须是最漂亮的科学设备,这台显微镜才能利用磁共振技术对单个原子成像

不同的显微技术,使科学家才能看多细胞中的遗传序列,原子力显微镜图像的分辨率甚至能达到原子级别。但IBM阿尔马登研究中心和首尔基础科学研究院的科学家,因为着将成像技术向前推进了一步,开发出三种全新磁共振成像技术,才能提供物质前所未有的细节,甚至是样品中单个原子的细节。

这俩 技术依赖于目前被广泛应用在医院中的M.R.I(磁共振成像)的基本物理原理。

当医生后会 为患者检查体内是算不算有肿瘤、检测脑功能或对关节成像时,他们他们后会 用到庞大的M.R.I.设备——在人体附近产生磁场。磁场会暂时破坏细胞中原子核内旋转的质子的运动情况报告,刚刚 发出的短暂的射频能量脉冲使质子垂直于脉冲旋转。刚刚,质子会恢复正常运动情况报告,释放能量——后会 通过传感器测量到并生成图像。

IBM的物理学家克里斯托弗·鲁兹(Christopher Lutz)表示,刚刚 ,为了派发足够的诊断数据,医院使用的M.R.I.设备后会 扫描人体内数以十亿计的质子。很多有他和他的同事决定将M.R.I设备的威力,封放入 三种被称作扫描式隧道显微镜的专用仪器的探针上,了解它是算不算后会 对单个原子成像。

▲三个 多多多钛原子的4张磁共振图像,显示了该原子不同下行带宽 的磁场

扫描式隧道显微镜的探针才能数个原子宽。它沿着样品表表皮层移动,后会 获取有关分子大小和构成的完全信息。

研究人员将磁化的铁原子连接到探针上,使扫描式隧道显微镜和M.R.I.技术合二为一。

当磁化的探针扫过铁和钛的金属薄片时,它向样品施加磁场,破坏原子内的电子(而非像传统M.R.I.设备那样破坏质子)运动情况报告。刚刚 研究人员那么快开启和关闭射频脉冲,那么 电子就能发出后会 用来成像的能量。这俩 成果星期一发表在《自然·物理学》杂志上。

指在纽约的先进科学研究中心M.R.I.核心实验室主任杜克·谢林(A. Duke Shereen)表示,“这是三种非常了不起的成像技术。医学M.R.I.设备后会 很好地描述样品特性,但尺寸那么那么小。”

这俩 原子级别的M.R.I.设备提供超高分辨率,这因为着它后会 将相邻原子彼此区分开来,并根据它们的磁相互作用揭示那此类型的原子是后会 成像的。

鲁兹表示,“这是设备小型化的终极最好的法律最好的办法。”他希望有朝一日这俩 新技术后会 用来为量子计算机设计原子级信息储存系统。

目前的晶体管有数千个原子宽,后会 在计算机中存储一位信息。控制单个原子的能力后会 极大地提高计算能力,使研究人员才能避免复杂的计算,之类预报天气或利用人工智能诊断疾病。

在化合物中将原子从三个 多多多位置移动到那么 位置,也后会 生成新物质。

这俩 技术还后会 帮助科学家研究蛋白质折叠过程,开发新药物。

鲁兹称,“他们他们现在后会 看多刚刚看才能的东西,刚刚 ,他们他们后会 用这项新技术测试新想法。”