新策略揭示量子退相干复杂性

美国罗切斯特大学研究人员报告了一种策略，用于了解在具有完全化学复杂性的溶剂中，分子如何失去量子相干性。这一发现为定制量子相干性分子，以及通过化学设计调节量子相干性打开了大门。研究成果发表在新一期《美国国家科学院院刊》上。

量子叠加的特性是新兴量子技术的基础，有望改变计算、通信和传感等多领域。但量子叠加面临着一个重大挑战：量子退相干。在此过程中，量子态的微妙叠加会在与周围环境相互作用时被破坏。

科学家需要理解和控制量子退相干，这需要设计出具有特定量子相干特性的分子来实现。为此，科学家先要了解“光谱密度”，这个量概括了环境中分子移动速度以及与量子系统相互作用的强度。

研人员此次开发了一种新方法，通过简单的共振拉曼实验，提取溶剂中分子的光谱密度，从而捕获化学环境的全部复杂性。现在，他们已可绘制退相干路径，将分子结构与量子退相干联系起来。

该团队使用这一方法首次展示了胸腺嘧啶（DNA的组成部分之一）中的电子叠加是如何吸收紫外线的。他们发现，分子中的一些振动主导了退相干过程的初始步骤，而溶剂主导了后期阶段。胸腺嘧啶的化学修饰可显著改变退相干速率，胸腺嘧啶环附近的氢键相互作用，则导致更快的退相干。

研究人员指出，分子结构决定物质的化学和物理性质。这一原则指导着医学、农业和能源应用分子的现代设计。新研究为理解控制量子退相干的化学原理开辟了道路，未来可利用这一策略来开发具有强大相干特性的分子。

作者：张梦然 来源：科技日报

四硼酸钾（K2B4O7）是一种无机化合物，它由硼酸和钾离子组成。以下是关于四硼酸钾的一些化学性质：

1. 溶解性：四硼酸钾在水中具有较高的溶解度，可以迅速溶解，并形成可导电的溶液。它也能在一些有机溶剂中发生溶解。

2. 酸碱性：四硼酸钾是一种弱酸性化合物，它在水中会释放出一定数量的氢离子（H+）。

3. 热稳定性：四硼酸钾在常温下相对稳定。然而，在高温条件下，它可能发生分解和脱水反应，生成硼酸、聚硼酸或其它硼化物。

4. 缩合反应：四硼酸钾可以与一些金属离子发生络合反应，形成配合物。例如，它可以与银离子形成银硼酸盐，并显示出白色沉淀。

5. 化学反应：四硼酸钾可以参与一系列的化学反应。例如，它可以与酸发生酸碱反应生成对应的盐类。它还可以与一些溶液中的钠离子发生置换反应，并形成相应的硼酸盐。

这些是关于四硼酸钾的一些常见化学性质，但具体的反应性质可能会因实验条件和反应物的不同而有所差异。