美國國家標準與技術研究院研發(fā)出一臺量子設備，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標準的操作，降低科研成本。相關論文發(fā)表于最新一期《自然·電子學》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)一這些單位的標準。這通常需要兩臺獨立的量子設備。

將兩種量子標準整合在一起極具挑戰(zhàn)性，因為兩臺設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，其中一臺設備需要磁場，而磁場會干擾另一臺設備的運行。

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。

這臺設備有望降低量子電學標準使用成本，并可讓全球科研人員更方便地使用。