Новий матеріал проводить електрику зі швидкістю світла
Вивчення 2D матеріалів
Двовимірні матеріали створювали шум останнім часом, з тих пір, вчені змогли виділити графен. Дослідження інших матеріалів 2D рясніє, так як вони мають потенційне застосування в широкому діапазоні областей, включаючи фотоелектричні, напівпровідники і електроди. Тепер дослідники з Університету Каліфорнії, Ірвін (UCI), і в інших місцях досліджували фізику за цими 2D матеріалів і їх потенціал, щоб підштовхнути обчислення на новий рівень потужності і швидкості.
Зокрема, дослідники UCI опублікував дослідження в журналі Nature, який деталізує розвиток 2D квантових матеріалів, що мають проривні електричні і магнітні властивості, які можуть зробити топологічні квантові комп'ютери - які до сих пір теоретичні - і інші сучасні електронні можливо.
«Нарешті, ми можемо взяти екзотичні, високого класу теорій в фізиці і зробити щось корисне,» сказав Джинг Ксія, UCI ад'юнкт-професор фізики і астрономії. «Ми розглядаємо можливість створення топологічних квантових комп'ютерів протягом наступних 100 років.»
2D-матеріали спостерігалися при дуже низьких температурах з використанням волоконно-оптичного інтерферометра Саньяка мікроскоп, чутливий магнітний мікроскоп, побудований Xia. Він може обробляти і точно аналізувати крихітні зразки матеріалів.
Проривні Матеріали для квантових комп'ютерів
В UCI дослідники розробили з'єднання хрому називається германій телуриду (ВКТ), супертонкого вуглецевої плівки. Так само, як графен, ВКТ потенційно може замінити кремній у комп'ютерах нового покоління. Однак, на відміну від графена, ВКТ також має магнітні властивості, які також роблять його життєздатним матеріалом для систем пам'яті та зберігання даних комп'ютера.
В іншому дослідженні, опублікованому в журналі Science Advances, команда UCI спостерігається інший 2D матеріалу. Під інтерферометром Саньяка, вони виявили, що на кордоні розділу між вісмутом і нікелем є «екзотичний надпровідник, який порушує симетрію звернення часу.»
Обидва матеріали проводять електронні сигнали, що передаються за допомогою Дірака або майорановскіх фермионов - і не електронами, як і в кремнії. Тому що вони не мають мас, ці частинки можуть рухатися майже зі швидкістю світла, і ідеально підходять для плетіння операцій, які необхідні для квантових обчислень.
«Зараз питання полягає в спробі досягти цього при нормальній температурі,» сказав Ся. Окреме дослідження, яке з'явилося в Nature Materials досліджує тільки, що доводить, що це можливо стабілізувати 2D поверхневих станів. Це необхідно для роботи квантових комп'ютерів, оскільки існуючі вже обмежені в екстремальних умовах, які дозволяють квантові біти (кубіти) функціонувати. Кубіти лежать в основі того, що робить квантові комп'ютери потужними. На відміну від звичайних двійкових розрядів, кубіти можуть бути 0s і 1s в той же час, дозволяючи їм обробляти інформацію краще. 2D матеріали можуть створювати більш процесори для обробки цих кубітів.
Після того, як квантові комп'ютери стають працездатним в звичайних умовах, вони повинні змінити спосіб дослідження робиться, що дозволяє нам швидше, ніж будь-коли раніше вирішувати найскладніші проблеми в світі.
Посилання: phys.org, Природа, Наука Аванси, Університет Каліфорнії, Ірвін
