Niezwykły stan nadprzewodzący zaobserwowany w materiale ditellurku uranu (UTe2) może pomóc w przezwyciężeniu dobrze znanych wyzwań w rozwoju obliczeń kwantowych.
Naukowcy z laboratorium Macroscopic Quantum Matter Group na University College Cork (UCC) odkryli unikalne właściwości, które umożliwiają elektronom swobodny przepływ bez oporu wzdłuż swego rodzaju kwantowej zjeżdżalni wodnej.
Naukowcy twierdzą, że sekretny sos polega na łączeniu się elektronów w pary w celu utworzenia specjalnego płynu. UTe2 jest wyjątkowy, ponieważ niektóre duety elektronów działają inaczej, tworząc strukturę krystaliczną zwaną falą gęstości par w płynie. Ten rodzaj parowania elektronów został po raz pierwszy zaobserwowany w 2016 roku, ale pozostaje słabo poznany.
A to wydaje się być całkiem sporą sprawą.
„Ekscytujące jest to, że UTe2 wydaje się być zupełnie nowym rodzajem nadprzewodnika” – powiedział Joe Carroll, doktorant UCC, w artykule dokumentującym odkrycie. „Fizycy polowali na taki od dziesięcioleci”.
Zespół stojący za odkryciem ma nadzieję, że dowiedzenie się więcej o UTe2 pomoże im lepiej zrozumieć i rozbić inne materiały nadprzewodzące. Może to być ogromnym dobrodziejstwem dla nauki, szczególnie w medycynie, gdzie nadprzewodniki są wykorzystywane w różnych urządzeniach medycznych, takich jak skanery MRI. Dalsze odkrywanie niektórych tajemnic tych materiałów może doprowadzić do opracowania nowych i ulepszonych technologii medycznych
Visualizing the PDW state of UTe2, Image: UCC
UTe2 wydaje się być nowym typem nadprzewodnika. Pary elektronów mają wewnętrzny moment pędu, co oznacza, że obracają się podczas parowania. Jeśli zostanie to potwierdzone, UTe2 będzie pierwszym materiałem zawierającym falę gęstości par elektronów o tej właściwości.
Dlaczego powinno nas obchodzić subatomowe hokey pokey dziejące się wewnątrz tego cudownego materiału? Cóż, ponieważ właściwości UTe2 są istotne dla rozwoju potężniejszych komputerów kwantowych.
Komputery kwantowe wykorzystują bity kwantowe (kubity) do przechowywania informacji. Jednak kubity są delikatne i łatwo tracą swój stan kwantowy, ograniczając czas obliczeń. UTe2 może umożliwić rodzaj obliczeń kwantowych, w których kubity mogą utrzymywać swój stan w nieskończoność podczas obliczeń. Może to utorować drogę do bardziej stabilnych i praktycznych komputerów kwantowych.
Innymi słowy: Koniec z efemerycznymi stanami kwantowymi oznacza niezawodne komputery kwantowe, które utrzymują się wystarczająco długo, aby być użyteczne.
Odkrycia naukowców stanowią stopniowy krok w kierunku długoterminowego celu, jakim jest budowa zaawansowanych komputerów kwantowych. Chociaż potrzebne są dalsze badania, praca zespołu UCC zapewnia cenny wgląd w podstawowe właściwości nadprzewodzące UTe2. W szerszym ujęciu, materiały takie jak UTe2 są ważne dla zrozumienia, w jaki sposób można wykorzystać efekty kwantowe w zastosowaniach obliczeniowych.
Obliczenia z prędkością warp mogą być tuż za rogiem – odległym rogiem – i nie ma potrzeby martwić się, że fizycy zhakują twój portfel Bitcoin.
