Категории: Новости

Физики создают новый магнитный материал для реализации квантовых вычислений

Квантовое поведение — странная и хрупкая вещь, которая парит на грани реальности, между миром возможностей и Вселенной абсолютов. В этой математической дымке кроется потенциал квантовых вычислений; обещание устройств, которые могли бы быстро решать алгоритмы, для обработки которых классическим компьютерам потребовалось бы слишком много времени.

На данный момент квантовые компьютеры ограничены прохладными комнатами, близкими к абсолютному нулю (-273 градуса по Цельсию), где частиц меньше скорее всего, выйдут из своих критических квантовых состояний.

Преодолев этот температурный барьер разработка материалов, которые по-прежнему проявляют квантовые свойства при комнатной температуре, давно была целью квантовых вычислений. Хотя низкие температуры помогают предотвратить разрушение свойств частиц из-за их полезного тумана возможностей, объем и стоимость оборудования ограничивают их потенциал и возможность масштабирования для общего использования.

В ходе одной из последних попыток группа исследователей из Техасского университета в Эль-Пасо разработала высокомагнитный материал для квантовых вычислений, который сохраняет свой магнетизм при комнатной температуре и не содержит каких-либо востребованных редкоземельных минералов.

«Я действительно сомневался в его магнетизме, но наши результаты явно показывают суперпарамагнитное поведение», — говорит Ахмед Эль-Генди, старший автор и физик Техасского университета в Эль-Пасо.

Суперпарамагнетизм — это контролируемое явление. форма магнетизма, при которой приложение внешнего магнитного поля выравнивает магнитные моменты материала и намагничивает его.

Молекулярные магниты, такие как материал, разработанный Эль-Генди и его коллегами, вернулись на первый план в качестве одного из вариантов. для создания кубитов, основной единицы квантовой информации.

Магниты уже используются в наших современных компьютерах, и они стояли у руля спинтроники, устройств, которые используют направление вращения электрона в дополнение к его электронному заряду. для кодирования данных.

Квантовые компьютеры могут стать следующими: магнитные материалы создадут спиновые кубиты: пары частиц, таких как электроны, чьи направленные спины связаны, хотя и на мгновение, на квантовом уровне.

Осознавая потребность в редкоземельных минералах, используемых в батареях, Эль-Генди и его коллеги вместо этого экспериментировали со смесью материалов, известных как аминоферроцен и графен.

Только когда исследователи синтезировали материал в последовательности Вместо того, чтобы добавлять все составные ингредиенты одновременно, материал проявлял свой магнетизм при комнатной температуре.

Метод последовательного синтеза помещал аминоферроцен между двумя листами оксида графена и давал материал в 100 раз больше магнитен, чем чистое железо. Дальнейшие эксперименты подтвердили, что материал сохраняет свои магнитные свойства при комнатной температуре и выше.

«Эти результаты открывают пути создания молекулярных магнитов дальнего порядка при комнатной температуре и их потенциал для применения в квантовых вычислениях и хранении данных», — сказал Эл- Генди и его коллеги пишут в своей опубликованной статье.

Конечно, потребуются дополнительные испытания этого нового материала, чтобы увидеть, смогут ли результаты быть воспроизведены другими группами. Но прогресс в этой области молекулярных магнитов обнадеживает и предлагает еще один многообещающий вариант создания стабильных кубитов.

В 2019 году Эудженио Коронадо, ученый-материаловед из Университета Валенсии в Испании, написал: «Вехи достигнуты. в разработке молекулярных спиновых кубитов с длительным временем квантовой когерентности и в реализации квантовых операций возросли ожидания в отношении использования молекулярных спиновых кубитов в квантовых вычислениях».

Недавно, в 2021 году, исследователи разработали ультратонкий магнитный материал толщиной всего в один атом. Его магнитную интенсивность можно не только точно настроить для целей квантовых вычислений, но он также работает при комнатной температуре.

Исследование было опубликовано в Applied Physics Letters.

Виктория Ветрова

Космос полон тайн...

Недавние Посты

Тени Луны могли содержать микробы. Вот почему это беспокойство.

Могут ли микробы выжить в постоянно тенированных регионах (PSR) Луны? Осевой наклон. Это исследование может…

03.04.2025

Звезды тоже получают черви, и «песни» могут рассказать нам свою историю

«Музыка» станородок-огромные вибрации, вызванные разрывами пузырьков газа, которые волнуют по всему телам многих звезд-могут раскрыть…

03.04.2025

Паркер -зонд повторяет щетку с солнцем в Сорвиголова

Солнечный зонд Parker's NASA повторил свои рекордсменные показатели декабря 2024 года, провалившись в рамках ожапывающего…

02.04.2025

«Городской убийца» астероидный удар по-прежнему возможным (только не с землей)

Как раз тогда, когда вы думали, что можете расслабиться о предполагаемом «городском убийце» астероида 2024…

02.04.2025

Огромный 56-мильный разбил частиц возможен, говорит CERN Report

Европа лаборатория CERN заявила в понедельник, что подробный анализ не выявил никаких технических препятствий для…

01.04.2025

Новая «полудействие», наполовину огневая фаза вещества, скрывающаяся в магните

Экзотическое состояние материи было обнаружено, скрывающимся в предыдущем экзотическом состоянии, которое обнаружилось в магнитном соединении…

01.04.2025