在钻石中观察到一种以古希腊难题命名的量子效应，为在量子计算机芯片中使用钻石晶体铺平了道路。
量子芝诺效应得名于公元前五世纪的希腊哲学家芝诺，他认为，如果飞行的箭在某一时刻的位置是确定的，那么它在那一时刻就不会有任何进展，因此永远无法到达目的地。
在箭矢悖论的量子版本中，理论物理学家在 1977 年提出，如果对一个量子系统进行足够频繁的测量，它的状态将无法进展，就像“守着锅不开”一样。这个假设源于量子理论的一个基本假设，即测量一个物体的属性（例如它的位置）会影响其状态。量子芝诺效应于 1989 年在磁场和电场捕获的激光冷却离子中首次被实验观察到。
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现在，柏林洪堡大学的量子物理学家奥利弗·本森及其同事在钻石晶体中观察到了这种效应——这种材料更容易大规模制造，用于量子计算。该团队在 arXiv 上发布了他们的论文，该论文已被《物理评论 A》接受发表。
中断的振荡
研究人员专注于氮空位 (NV) 中心，这是钻石中的缺陷，当氮原子和一个空位取代晶格中两个相邻位置的碳原子时就会产生。该团队使用微波改变位于 NV 中心电子的磁自旋状态，然后使用激光束触发红色荧光，显示电子在任何给定时刻所处的两种可能状态中的哪一种。当他们以这种方式测量 NV 中心时，研究人员发现两种状态之间的振荡被中断了——正如量子芝诺效应在起作用时所预期的那样。
本森说：“第一步是看到该效应的存在，但下一步是基于钻石实现量子门”，他指的是普通计算机芯片中集成电路的量子模拟。在量子计算中，信息存储在光子或钻石缺陷等载体的量子态中。但到目前为止，退相干（环境中噪声导致微妙状态的退化）使得研究人员一次无法在钻石晶体中存储超过几个链接的量子信息位。本森说，不断测量这些状态可以保护它们免受不受控制的衰变，并使研究人员能够扩大存储的信息量。
马萨诸塞州剑桥市哈佛大学的原子物理学家罗纳德·沃尔斯沃思的团队在 2010 年初步提出量子芝诺效应在钻石中起作用，他说，证据正在增加，但可能需要更清楚地表明振荡的中断是由于量子过程造成的，而不是其他效应，然后才能将其用于量子计算。
在荷兰代尔夫特理工大学研究氮空位的量子物理学家罗纳德·汉森说，本森的实验，以及 4 月份发表的一篇论文，表明相距 3 米的 NV 中心中的自旋可以被链接起来，表明钻石作为一种方便的量子计算材料正在取得进展。“几年后，我们将超越离子阱，”他说。