Портативна мікротурбіна-генератор може використовувати енергію вітру та води
1 Травня , 2017
Компанія Tokomak Energy провела перші запуски нового експериментального реактора ST40
1 Травня , 2017

Вчені відкрили новий квантовий стан матерії

Фізики кафедри квантової інформації і матерії Каліфорнійського технологічного інституту виявили новий стан матерії – тривимірні рідкі квантові кристали. Відкриття обіцяє прогрес у розробці технологій надшвидких квантово-комп’ютерних обчислень і, на думку вчених, є лише вершиною айсбергу».

Частинки звичайних рідких квантових кристалів мають фазу вільного руху (так як це все ж рідина), але при цьому мають деякі характеристики, властиві твердим речовинам. Рідкі кристали можна створити штучним шляхом (їх легко зустріти в нашому побуті, наприклад, у всіх дисплеях електронних пристроїв) або знайти в природі, де вони формують біологічні клітинні мембрани.

Рідкі квантові кристали були вперше виявлені в 1999 році. Їх частки в основному ведуть себе як частинки звичайних рідких кристалів, однак їх електрони, як правило, орієнтовані вздовж певних осей. Електрони рідких тривимірних квантових кристалів, в свою чергу, можуть володіти різними магнітними властивостями в залежності від напрямку їх руху вздовж заданої осі. З практичної точки зору це означає, що електрифікація матеріалу на їх основі дозволить перетворити його в магніт або змінити силу чи направлення їх магнетизму.

Завдяки такій особливості, на думку дослідників, тривимірні рідкі квантові кристали можуть знайти своє застосування при розробці і виробництві більш ефективних комп’ютерних чіпів. Відкриття рідких тривимірних квантових кристалів також скоротить шлях до початку виробництва повноцінних квантових комп’ютерів, здатних набагато швидше розшифровувати код і набагато швидше виконувати обчислювальні операції завдяки квантовій природи частинок.

Створення квантового комп’ютера є надзвичайно трудомістким завданням огляду специфіки самих квантових ефектів, які дуже непостійні. Квантові стани можна легко змінити або навіть зруйнувати за допомогою простої взаємодії з навколишнім середовищем. Цю проблему можна вирішити за допомогою методу, що вимагає використання спеціальних матеріалів – топологічних надпровідників. І саме тут на головну роль можуть претендувати тривимірні рідкі квантові кристали.

«Так само, як у свій час двовимірні рідкі квантові кристали розглядались як провісники появи високотемпературних надпровідників, тривимірні рідкі квантові кристали розглядаються провісниками появи топологічних надпровідників, які ми всі так чекаємо», — коментує доцент фізики Калтеха і один і учасників дослідження Девід Ре.

«Замість того, щоб покладатись на інтуїцію при розробці топологічних надпровідників, у нас тепер є раціональна основа у вигляді тривимірних рідких квантових кристалів», — додає Джон Хартер, провідний автор дослідження і автор прес-релізу, опублікованого в науковому журналі Science.

«Топологічні надпровідники – наша наступна мета на порядку денному», — підсумовує Хартер.

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: 
Inline
Inline