自旋大小（電子角動量的自由度）為整數的低溫狀態稱為霍爾頓態。在這種狀態下，自旋之間存在很強的量子糾纏（由於狀態疊加而出現的不同量子之間的相關效應），位於兩端的兩個自旋中存儲了兩個量子比特（量子計算的信息單位）。一維鏈。）出現。

　此外，從基礎科學和工程應用兩方面都期待開發積極利用這種狀態的量子計算機。另一方面，霍爾頓態的再現需要整數自旋，而能夠實現這一點的元件數量非常有限。

　K2Cu3O(SO4)3（礦物名稱：Fedotovite）是在堪察加半島托爾巴奇克火山中發現的一種礦物。研究小組人工合成了這種材料，根據其結構特徵將其命名為“共邊四面體量子自旋簇鏈”，並從實驗和理論上研究了從室溫左右到4K以下的內磁性。結果發現，每個共享邊的四面體簇（由6個銅離子形成）與硫酸根離子具有一維相互作用，從而產生霍爾頓態。此外，我們發現只有當共邊四面體的數量為偶數時，霍爾頓態才能表現為低溫態。

　概括這項研究的結果，我們還提出了人工再現霍爾頓狀態的指南。未來，預計將建立更靈活的量子計算機設計指南。

論文信息：[物理評論快報] 共享邊緣四面體自旋簇鏈中基於簇的 Haldane 態：Fedotovite K2Cu3O(SO4)3