Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов

Исследователи из Калифорнийского университета в Ирвайне и Лос-Аламосской национальной лаборатории в последнем номере журнала Nature Communications описали открытие нового метода, который превращает обычные материалы, такие как стекло, в материалы, которые ученые могут использовать для создания квантовых компьютеров.

Материалы, которые мы создали, — это вещества, проявляющие уникальные электрические или квантовые свойства благодаря своим особым атомным формам или структурам, — говорит Луис А. Хауреги, профессор физики и астрономии Калифорнийского университета и ведущий автор новой статьи.

Представьте себе, если бы мы могли преобразовать стекло, которое обычно считается изоляционным материалом, и превратить его в эффективный проводник сродни меди. Именно это мы и сделали.

Обычные компьютеры используют кремний в качестве проводника, но кремний имеет свои ограничения. Квантовые компьютеры могут помочь обойти эти ограничения, а методы, подобные описанным в новом исследовании, помогут квантовым компьютерам стать повседневной реальностью.

Этот эксперимент основан на уникальных возможностях, которые мы имеем в UCI для выращивания высококачественных квантовых материалов. Как мы можем превратить эти материалы, которые являются плохими проводниками, в хорошие проводники? — говорит Хаурегуи, который также является сотрудником Квантового института Эддлемана при UCI.

Именно это мы и сделали в данной работе. Мы применили новые методы к этим материалам и превратили их в хорошие проводники.

Ключевым моментом, пояснил Хаурегуи, было применение правильной деформации к материалам на атомном уровне. Для этого команда сконструировала специальное оборудование под названием «гибочная станция» в механическом цехе Школы физических наук UCI, которое позволило им применить большую деформацию для изменения атомной структуры материала под названием пентателлурид гафния из „тривиального“ материала в материал, подходящий для квантового компьютера.

Чтобы создать такие материалы, нам нужно «проделать дыры» в атомной структуре, — говорит Хаурегуи.

Деформация позволяет нам это сделать.

«Вы также можете включать или выключать изменение атомной структуры, управляя деформацией, что полезно, если вы хотите создать выключатель для материала в квантовом компьютере в будущем», — сказал Джинью Лю, который является первым автором статьи и постдокторским ученым, работающим с Яурегуи.

Меня радует то, как теоретическое моделирование позволяет глубоко понять экспериментальные наблюдения, тем самым ускоряя открытие методов управления квантовыми состояниями новых материалов, — сказал соавтор работы Рукиан Ву, профессор физики и заместитель директора Центра сложных и активных материалов Калифорнийского университета — Центра исследований материалов Национального научного фонда США (National Science Foundation Materials Research Science and Engineering Center — MRSEC).

Это подчеркивает успех совместных усилий с участием различных специалистов в передовых исследованиях.

«Я очень рад, что наша команда смогла показать, что эти неуловимые и столь желанные состояния материала могут быть получены», — сказал Майкл Петтес, соавтор исследования и ученый из Центра интегрированных нанотехнологий в Лос-Аламосской национальной лаборатории. „Это многообещающе для развития квантовых устройств, а продемонстрированная нами методология подходит для экспериментов и с другими квантовыми материалами“.

На данный момент квантовые компьютеры существуют лишь в нескольких местах, например, в офисах таких компаний, как IBM, Google и Rigetti.

Google, IBM и многие другие компании ищут эффективные квантовые компьютеры, которые мы могли бы использовать в повседневной жизни, — говорит Хаурегуи.

Мы надеемся, что это новое исследование поможет сделать обещание квантовых компьютеров более реальным.

31.01.2024


Подписаться в Telegram



Хайтек

Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм

Магнитные материалы традиционно классифицируют...

Nature: Международная группа ученых решает сложную физическую задачу
Nature: Международная группа ученых решает сложную физическую задачу

Сильно взаимодействующие системы играют важную...

В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом

С помощью большой языковой модели инженеры Мас...

Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах

Исследовательская группа, работающая в UN...

Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий

Когда речь заходит о сверхпроводящих куби...

Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов
Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов

Исследователи из Калифорнийского универси...

PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути
PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути

Исследователи из Принстона применили спле...

Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ
Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ

Ученые из Томского политехнического униве...

Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света
Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света

В основе глобальной интернет-связи лежит оптич...

Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения
Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения

Мемристорные устройства представляют собой кат...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

JCI: Тяжелая форма COVID-19, возможно, связана с аутоантителами
JCI: Тяжелая форма COVID-19, возможно, связана с аутоантителами
Разгадана тайна снижения производительности перспективного катодного материала
Разгадана тайна снижения производительности перспективного катодного материала
Каждый четвертый родитель говорит, что ребенок не может уснуть из-за тревоги
Каждый четвертый родитель говорит, что ребенок не может уснуть из-за тревоги
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Богатый белком рацион меняет микробиом кишечника и общее состояние организма
Богатый белком рацион меняет микробиом кишечника и общее состояние организма
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Высокоточные измерения ставят под сомнение наше понимание Цефеид
Высокоточные измерения ставят под сомнение наше понимание Цефеид
Останется ли магний снотворным для кузнечиков в результате потепления?
Останется ли магний снотворным для кузнечиков в результате потепления?
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи

Новости компаний, релизы

Новая "Кантиана" поможет студентам быстрее адаптироваться к калининградскому климату
Российские ученые предложили тушить пожары с помощью газогидратного огнетушителя
Минералоги СПбГУ нашли на острове Диско возможный источник фосфора для возникновения первых живых организмов
Московский Политех внедряет ИИ для повышения эффективности приемной кампании и трансформации обучения
Астрономы СПбГУ узнали возраст одного из самых мощных метеорных потоков