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.
Попытка понять сложность мозга немного похожа на попытку понять обширность пространства-она выходит далеко за рамки…
Ученые, пытающиеся обнаружить неуловимую массу нейтрино, крошечные «призрачные частицы», которые могли бы решить некоторые из…
Новые наблюдения показали, что мы ошибались по поводу продолжительности дня на Уране. Это на 28…
1 апреля 2025 года тайваньский производитель TSMC представил наиболее продвинутую в мире микрочип: 2 нанометра…
Контейнер с маслом и водой, разделенный тонкой кожей намагниченных частиц, заинтриговал команду химических инженеров, принимая…
Когда астероид 2024 год впервые показал себя людям 27 декабря 2024 года, он, казалось, только…