Вчені виявили матеріал, який може мати вирішальне значення для квантових комп'ютерів
У спині
В останні роки було досягнуто значного прогресу щодо першого великомасштабного універсального квантового комп'ютера. Однак є ще багато проблем для вирішення, наприклад, створення методу зберігання квантової інформації протягом тривалих періодів часу.
Тепер вчені виявили матеріал, який міг би вирішити цю задачу. Завдання в цьому типі зберігання полягає в збереженні квантового стану окремих атомів, і нове дослідження припускає, що ірідат міді - сполука міді, іридію і кисню може мати атомну геометрію, необхідну для виконання цієї ролі.
«Мідь-ірідат має геометрію пористої структури, точно так же, як стільники в природі, але зроблені з атомів», - сказав Дослідник Фейзел тафти інверсії. «Через ці конкретних геометрій спини електронів ніколи не замерзають. Вони постійно сіпаються, не маючи можливості замерзати і утворювати магніт, що є природною тенденцією матеріалу. Це явище називається «магнітним розладом».
Незвичайна фаза, зайнята цим матеріалом, відома як квантова спінова рідина. Це не рідина, з якої ви найбільше знайомі - замість цього її магнетизм менш впорядкований, ніж звичайний магніт.
Спини електронів в магнітах, з якими ми стикаємося в повсякденному житті, все заморожені в одному напрямку. У спінових рідинах вони ніколи не замерзають, навіть якщо їх температура досягає абсолютного нуля. Це дозволяє використовувати деякі незвичайні риси, такі як явище, відоме як далеке зачеплення, коли квантовий стан однієї частинки пов'язане з іншого несуміжних часткою.
Матеріалів потрібна або стільниковий геометрія, як іридієва мідь, або трикутна атомна структура для роботи в якості спінової рідини. Це розташування спостерігалося в природі, наприклад, з мінеральним Herbertsmithite, який був виявлений в 2012 році.
На полюванні
В цьому дослідженні був підготовлений матеріал, який можна було б використовувати в майбутніх квантових комп'ютерах, але його велика значимість полягає в тому, що отримані результати пропонують метод створення більшого числа прикладів. Використовуючи той же процес, можна було б виявити всілякі нові квантові спінові рідини, деякі з яких можуть бути навіть краще підходять для завдання.
«Експериментальні відкриття займають багато часу, тому що вчені повинні спробувати всі можливі шляхи, дозволені природою, а природа може бути дуже [невловимою]», пояснив тафти. «Але тепер, коли нам вдалося зробити одну спін-рідина, ми знайшли рецепт, щоб зробити більше з них. Наступним кроком буде використання одного і того ж рецепта ірідата міді і його застосування до інших елементів у періодичній таблиці для отримання більшої кількості спінових рідин».
Література: Зворотний, JACS
