探索量子材料 港科大獲專項撥款1800萬
量子科技是當今最令人着迷卻又難以完全理解的科學領域，透過探究微觀世界的神奇現象，發展出各種超乎想像的創新技術。香港科研人員不落人後，由香港科技大學領導的團隊早前獲2020年度國家重點研發計劃「量子調控與量子信息」專項批近1,800萬元（人民幣，下同），為香港首個及唯一獲國家科技部直接資助的量子研究項目。團隊將透過研發石墨烯等二維材料的量子特性，推進量子信息科學、通訊及傳感方面的發展，希望帶領香港科研人員結合國家優勢，躋身世界量子科技前沿。 ●香港文匯報記者 郭虹宇
世界各地近年對量子科技展現空前重視，紛紛加強推動，期望取得重大成果，隨着「九章」面世，更讓中國成為全球第二個實現「量子優越性（quantum advantage）」的國家。（見另稿）
因應國家大力支持香港創科，容許科研資金「過河」直接撥付，最新公布的2020年度國家重點研發計劃「量子調控與量子信息」專項，便首次出現香港團隊，由科大牽頭的「轉角石墨烯及其他摩爾超晶格材料的奇異物性研究」，獲科技部資助1,758萬元（折合逾2,100萬港元），連同香港大學、東莞松山湖材料實驗室及上海科技大學的人員，於2020年12月起展開5年的研究計劃。
設四課題組 活用兩地強項
項目負責人、科大物理學教授兼量子材料中心主任王寧在近日透過視像訪問介紹指，是次研究從電學和光譜學角度，探索新量子材料的基礎物理特性和未來應用，其主要特色是希望能開發新型人工調節的二維摩爾超晶格體系（Moire superlattice material）的量子運輸和光電學新特性。
他提到，整個研究設有四個課題組（見表），分工方面會活用兩地單位的強項優勢，如松山湖材料實驗室主要負責性能測量方面的研究，上海科技大學則負責量子理論及表面顯微學，港大則負責光電在二維材料的應用，包括用光調控或其本身發出的光的應用等。
可調控展不同物理特性
負責其中一個課題組的科大量子材料中心副主任羅錦團補充指：「量子材料主要是透過材料之間的作用力，也就是電子之間的相互作用，產生多元的物理效應，而量子材料和自然材料不一樣，由於是人造材料，所以可以進行調控，展現不同的物理特性，在量子傳感、量子計算及量子通訊方面，應用前景非常可觀。」其中超導電性、拓撲鐵磁性可開發用於儲存的磁性記憶體，在低溫條件下，能極大地降低能量的消耗。
此外，此類材料亦能製成量子電腦的關鍵部件，即是量子芯片大大提升運算能力和存儲能力；亦能製作高敏感的量子信號傳感器，在低溫的太空環境中發揮功用。
王寧及其團隊近年來積極投入量子領域科研，2019年時，團隊首次發現摩爾超晶格重組結構，為接下來的研究奠定基礎；此外，團隊成員亦於量子領域其他方面有建樹，例如在對轉角二維半導體超晶格中，發現了巨大的非線性霍爾效應的研究，該研究可以應用在高效率量子信號傳感器件上等等。
王寧認為，透過是次項目參與國家量子和資訊技術的發展，可讓香港發揮科研優勢，同時在港建設極具國際競爭力的量子材料研究團隊，並培養量子科技人才，期望團隊成員未來能獲得國家級科技獎項或入選國家級人才計劃。長遠則計劃進一步建立極端條件下的量子材料生長和物性測量實驗平台，於一系列量子科技難題中，取得突破性進展。
