[ad_1]
Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine i Los Alamos National Laboratory, publikując w najnowszym numerze czasopisma Nature Communicationsopisują odkrycie nowej metody, która przekształca materiały codziennego użytku, takie jak szkło, w materiały, które naukowcy mogą wykorzystać do tworzenia komputerów kwantowych.
„Materiały, które stworzyliśmy, to substancje, które wykazują unikalne właściwości elektryczne lub kwantowe ze względu na ich specyficzne kształty lub struktury atomowe” – powiedział Luis A. Jauregui, profesor fizyki i astronomii na UCI oraz główny autor nowego artykułu. „Wyobraźmy sobie, że możemy przekształcić szkło, zwykle uważane za materiał izolacyjny, w wydajne przewodniki podobne do miedzi. To właśnie zrobiliśmy”.
Konwencjonalne komputery wykorzystują krzem jako przewodnik, ale ma on swoje ograniczenia. Komputery kwantowe mogą pomóc ominąć te ograniczenia, a metody takie jak te opisane w nowym badaniu pomogą komputerom kwantowym stać się codzienną rzeczywistością.
„Eksperyment ten opiera się na unikalnych możliwościach, jakie mamy w UCI w zakresie uprawy wysokiej jakości materiałów kwantowych. Jak możemy przekształcić te materiały, które są słabymi przewodnikami, w dobre przewodniki?” – powiedział Jauregui, który jest również członkiem Eddleman Quantum Institute UCI. „To właśnie zrobiliśmy w tym artykule. Zastosowaliśmy nowe techniki do tych materiałów i przekształciliśmy je w dobre przewodniki”.
Jauregui wyjaśnił, że kluczem było zastosowanie odpowiedniego rodzaju naprężenia do materiałów w skali atomowej. W tym celu zespół zaprojektował specjalną aparaturę zwaną „stacją gięcia” w warsztacie maszynowym w Szkole Nauk Fizycznych UCI, która pozwoliła im na zastosowanie dużego odkształcenia w celu zmiany struktury atomowej materiału zwanego pentatellurkiem hafnu z „trywialnego” materiału w materiał nadający się do komputera kwantowego.
„Aby stworzyć takie materiały, musimy 'wybić dziury’ w strukturze atomowej” – powiedział Jauregui. „Odkształcenie pozwala nam to zrobić”.
„Można również włączyć lub wyłączyć zmianę struktury atomowej poprzez kontrolowanie odkształcenia, co jest przydatne, jeśli chcesz stworzyć przełącznik on-off dla materiału w komputerze kwantowym w przyszłości”, powiedział Jinyu Liu, który jest pierwszym autorem artykułu i stypendystą podoktoranckim pracującym z Jauregui.
„Jestem zadowolony ze sposobu, w jaki symulacje teoretyczne oferują głęboki wgląd w obserwacje eksperymentalne, przyspieszając w ten sposób odkrywanie metod kontrolowania stanów kwantowych nowych materiałów” – powiedział współautor Ruqian Wu, profesor fizyki i zastępca dyrektora UCI Center for Complex and Active Materials – National Science Foundation Materials Research Science and Engineering Center (MRSEC). „Podkreśla to sukces wspólnych wysiłków obejmujących różnorodną wiedzę specjalistyczną w pionierskich badaniach”.
„Jestem podekscytowany, że nasz zespół był w stanie pokazać, że te nieuchwytne i poszukiwane stany materiałowe mogą być wytwarzane” – powiedział Michael Pettes, współautor badania i naukowiec z Centrum Zintegrowanych Nanotechnologii w Los Alamos National Laboratory. „Jest to obiecujące dla rozwoju urządzeń kwantowych, a zademonstrowana przez nas metodologia jest kompatybilna również z eksperymentami na innych materiałach kwantowych”.
Obecnie komputery kwantowe istnieją tylko w kilku miejscach, takich jak biura firm takich jak IBM, Google i Rigetti. „Google, IBM i wiele innych firm poszukuje skutecznych komputerów kwantowych, które moglibyśmy wykorzystać w naszym codziennym życiu” – powiedział Jauregui. „Mamy nadzieję, że te nowe badania pomogą urzeczywistnić obietnicę komputerów kwantowych”.
Finansowanie pochodziło z UCI-MRSEC – grantu NSF CAREER dla Jauregui i funduszy programu Badań Kierowanych i Rozwoju w Los Alamos National Laboratory.
[ad_2]