在鑽石中觀察到一種以古希臘難題命名的量子效應，為在量子計算機晶片中使用鑽石晶體鋪平了道路。
量子芝諾效應得名於公元前五世紀的希臘哲學家芝諾，他認為，如果飛行的箭在某一時刻的位置是確定的，那麼它在那一時刻就不會有任何進展，因此永遠無法到達目的地。
在箭矢悖論的量子版本中，理論物理學家在 1977 年提出，如果對一個量子系統進行足夠頻繁的測量，它的狀態將無法進展，就像“守著鍋不開”一樣。這個假設源於量子理論的一個基本假設，即測量一個物體的屬性（例如它的位置）會影響其狀態。量子芝諾效應於 1989 年在磁場和電場捕獲的雷射冷卻離子中首次被實驗觀察到。
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現在，柏林洪堡大學的量子物理學家奧利弗·本森及其同事在鑽石晶體中觀察到了這種效應——這種材料更容易大規模製造，用於量子計算。該團隊在 arXiv 上釋出了他們的論文，該論文已被《物理評論 A》接受發表。
中斷的振盪
研究人員專注於氮空位 (NV) 中心，這是鑽石中的缺陷，當氮原子和一個空位取代晶格中兩個相鄰位置的碳原子時就會產生。該團隊使用微波改變位於 NV 中心電子的磁自旋狀態，然後使用雷射束觸發紅色熒光，顯示電子在任何給定時刻所處的兩種可能狀態中的哪一種。當他們以這種方式測量 NV 中心時，研究人員發現兩種狀態之間的振盪被中斷了——正如量子芝諾效應在起作用時所預期的那樣。
本森說：“第一步是看到該效應的存在，但下一步是基於鑽石實現量子門”，他指的是普通計算機晶片中積體電路的量子模擬。在量子計算中，資訊儲存在光子或鑽石缺陷等載體的量子態中。但到目前為止，退相干（環境中噪聲導致微妙狀態的退化）使得研究人員一次無法在鑽石晶體中儲存超過幾個連結的量子資訊位。本森說，不斷測量這些狀態可以保護它們免受不受控制的衰變，並使研究人員能夠擴大儲存的資訊量。
馬薩諸塞州劍橋市哈佛大學的原子物理學家羅納德·沃爾斯沃思的團隊在 2010 年初步提出量子芝諾效應在鑽石中起作用，他說，證據正在增加，但可能需要更清楚地表明振盪的中斷是由於量子過程造成的，而不是其他效應，然後才能將其用於量子計算。
在荷蘭代爾夫特理工大學研究氮空位的量子物理學家羅納德·漢森說，本森的實驗，以及 4 月份發表的一篇論文，表明相距 3 米的 NV 中心中的自旋可以被連結起來，表明鑽石作為一種方便的量子計算材料正在取得進展。“幾年後，我們將超越離子阱，”他說。