|
Новое сверхпроводящее состояние определит будущее вычислительной техники
|
|
|
|
Ученые, использующие один из самых мощных в мире квантовых микроскопов, сделали открытие, которое может иметь важные последствия для будущего вычислительной техники. Исследователи из лаборатории Macroscopic Quantum Matter Group в Университетском колледже Корка (UCC) обнаружили пространственно модулирующее сверхпроводящее состояние в новом и необычном сверхпроводнике, дителлуриде урана (UTe2). Этот новый сверхпроводник может обеспечить решение одной из самых больших проблем квантовых вычислений. Их результаты были опубликованы в журнале Nature. Ведущий автор Джо Кэрролл, доктор философии. Исследователь, работающий с профессором квантовой физики UCC Симусом Дэвисом, объясняет предмет статьи. «Сверхпроводники — это удивительные материалы, обладающие множеством странных и необычных свойств. Самые известные из них позволяют электричеству течь с нулевым сопротивлением. рассеивать любую энергию, несмотря на то, что несет огромный ток. Они могут это делать, потому что вместо отдельных электронов, движущихся через металл, у нас есть пары электронов, которые связаны друг с другом. Эти пары электронов вместе образуют макроскопическую квантово-механическую жидкость».
|
|
|
|
«Наша команда обнаружила, что некоторые электронные пары образуют новую кристаллическую структуру, встроенную в эту фоновую жидкость. Эти типы состояний были впервые обнаружены нашей группой в 2016 году и теперь называются волнами плотности электронных пар. Эти волны плотности пар новая форма сверхпроводящей материи, свойства которой мы все еще открываем». «Что особенно интересно для нас и более широкого сообщества, так это то, что UTe2, по-видимому, является новым типом сверхпроводника. Физики искали подобный материал почти 40 лет. Пары электронов, по-видимому, обладают собственным угловым моментом. верно, то мы обнаружили первую Волну Парной Плотности, состоящую из этих экзотических пар электронов». Когда его спросили о практическом значении этой работы, г-н Кэрролл объяснил: «Есть признаки того, что UTe2 — это особый тип сверхпроводника, который может иметь огромные последствия для квантовых вычислений».
|
|
|
«Обычные классические компьютеры используют биты для хранения информации и управления ею. Квантовые компьютеры полагаются на квантовые биты или кубиты, чтобы делать то же самое. Проблема, стоящая перед существующими квантовыми компьютерами, заключается в том, что каждый кубит должен находиться в суперпозиции с двумя разными энергиями — так же, как у Шрёдингера. кота можно было назвать как «мертвым», так и «живым». Это квантовое состояние очень легко разрушить, перейдя в состояние с наименьшей энергией — «мертвое», — тем самым отсекая любые полезные вычисления». «Это накладывает огромные ограничения на применение квантовых компьютеров. Однако с момента его открытия пять лет назад было проведено огромное количество исследований UTe2 с доказательствами, указывающими на то, что он является сверхпроводником, который можно использовать в качестве основы для топологических квантовых вычислений. В таких материалах нет ограничений на время жизни кубита во время вычислений, открывая множество новых путей для более стабильных и полезных квантовых компьютеров.На самом деле, Microsoft уже инвестировала миллиарды долларов в топологические квантовые вычисления, так что это хорошо зарекомендовавшая себя теоретическая уже наука». он сказал.
|
|
|
|
«Сообщество искало подходящий топологический сверхпроводник; похоже, UTe2 им и является». «То, что мы обнаружили, представляет собой еще одну часть головоломки UTe2. Чтобы создавать приложения с использованием таких материалов, мы должны понимать их фундаментальные сверхпроводящие свойства. Вся современная наука движется шаг за шагом. Мы рады, что внесли свой вклад в понимание материал, который может приблизить нас к гораздо более практичным квантовым компьютерам». Профессор Джон Ф. Крайан, вице-президент по исследованиям и инновациям, сказал: «Это важное открытие будет иметь серьезные последствия для будущего квантовых вычислений. В ближайшие недели университет запустит UCC Futures — Future Quantum and Photonics и исследования под руководством профессора Шеймуса. Дэвис и группа Macroscopic Quantum Matter с использованием одного из самых мощных в мире микроскопов сыграют решающую роль в этой захватывающей инициативе».
|
|
|
|
Источник
|
