Необичайно свръхпроводящо състояние, наблюдавано в материала уранов дителлурид (UTe2), може да помогне за преодоляване на добре познатите предизвикателства в развитието на квантовите компютри.
Изследователи от лабораторията Macroscopic Quantum Matter Group в University College Cork (UCC) откриха уникалните свойства, които позволяват на електроните да текат свободно без съпротивление по своеобразна квантова водна пързалка.
Според изследователите тайният сос се състои в това, че електроните се съединяват по двойки, за да образуват специална течност. UTe2 е специален, тъй като някои двойки електрони действат по различен начин, образувайки кристална структура, наречена вълна с плътност на двойките в течността. Този тип електронно сдвояване е наблюдаван за първи път през 2016 г., но остава слабо проучен.
А това изглежда е доста голям проблем.
„Това, което е вълнуващо, е, че UTe2 изглежда е напълно нов вид свръхпроводник“, казва Джо Карол, доктор на науките от УХК, в статията, която документира откритието. „Физиците търсят такъв от десетилетия.“
Екипът, който стои зад откритието, се надява, че научаването на повече за UTe2 ще им помогне да разберат и разградят по-добре други свръхпроводящи материали. Това би могло да бъде огромна полза за науката, особено в медицината, където свръхпроводниците се използват за различни медицински устройства като скенери за ядрено-магнитен резонанс. С по-нататъшното разкриване на някои от тайните на тези материали бихме могли да станем свидетели на разработването на нови и подобрени медицински технологии
Визуализиране на PDW състоянието на UTe2, изображение: UCC
UTe2 изглежда е нов тип свръхпроводник. Електронните двойки имат вътрешен ъглов импулс, което означава, че се въртят, докато се сдвояват. Ако това се потвърди, UTe2 ще се превърне в първия открит материал, съдържащ вълна с плътност на електронните двойки с това свойство.
Защо трябва да се интересуваме от субатомния хокей, който се случва в този чудесен материал? Ами защото свойствата на UTe2 са от значение за разработването на по-мощни квантови компютри.
Квантовите компютри използват квантови битове (кюбити) за съхраняване на информация. Кюбитите обаче са деликатни и лесно губят квантовото си състояние, което ограничава времето за изчисления. UTe2 може да даде възможност за квантови компютри, при които кюбитите могат да поддържат състоянието си за неопределено време по време на изчисленията. Това може да проправи пътя към по-стабилни и практични квантови компютри.
С други думи: Повече никакви ефимерни квантови състояния означава надеждни квантови компютри, които остават достатъчно дълго, за да бъдат полезни.
Откритията на изследователите са постепенна стъпка към дългосрочната цел за създаване на усъвършенствани квантови компютри. Макар че са необходими допълнителни изследвания, работата на екипа на UCC предоставя ценна информация за фундаменталните свръхпроводими свойства на UTe2. В по-широк план материали като UTe2 са важни за разбирането на това как квантовите ефекти могат да бъдат използвани за компютърни приложения.
Изчисленията с голяма скорост може да са съвсем близо – далеч от нас – и няма нужда да се притеснявате, че тези физици ще хакнат вашия биткойн портфейл.
