Необычное сверхпроводящее состояние, наблюдаемое в материале дителлурид урана (UTe2), может помочь преодолеть известные проблемы в развитии квантовых вычислений.
Исследователи из лаборатории Macroscopic Quantum Matter Group при Университетском колледже Корка (UCC) обнаружили уникальные свойства, позволяющие электронам свободно и без сопротивления двигаться по своеобразной квантовой водной горке.
По словам исследователей, секретный соус заключается в том, что электроны попарно объединяются в особую жидкость. Особенность UTe2 заключается в том, что некоторые электронные дуэты ведут себя по-другому, образуя в жидкости кристаллическую структуру, называемую волной плотности пар. Впервые такой тип объединения электронов в пары был замечен в 2016 году, но до сих пор остается малоизученным.
А это, похоже, очень важно.
«Самое интересное, что UTe2, похоже, представляет собой совершенно новый вид сверхпроводника», — отметил Джо Кэрролл, доктор наук из UCC, в статье, в которой зафиксировано открытие. «Физики десятилетиями искали подобный сверхпроводник».
Авторы открытия надеются, что изучение UTe2 поможет им лучше понять и разложить по полочкам другие сверхпроводящие материалы. Это может стать огромным достижением для науки, особенно для медицины, где сверхпроводники используются в различных медицинских приборах, таких как магнитно-резонансные томографы. Дальнейшее раскрытие некоторых тайн этих материалов может привести к разработке новых и более совершенных медицинских технологий
Визуализация PDW-состояния UTe2, изображение: UCC
UTe2, по-видимому, представляет собой новый тип сверхпроводника. Электронные пары обладают собственным угловым моментом, то есть вращаются при образовании пар. Если это подтвердится, то UTe2 станет первым материалом, в котором обнаружена волна плотности пар электронов с таким свойством.
Почему нас должна волновать субатомная возня, происходящая внутри этого удивительного материала? Да потому, что свойства UTe2 имеют значение для разработки более мощных квантовых компьютеров.
В квантовых компьютерах для хранения информации используются квантовые биты (кубиты). Однако квантовые биты очень хрупки и легко теряют свое квантовое состояние, что ограничивает время вычислений. UTe2 может позволить создать такой тип квантовых компьютеров, в котором квантовые биты смогут сохранять свое состояние неограниченно долго в процессе вычислений. Это может открыть путь к созданию более стабильных и практичных квантовых компьютеров.
Другими словами: Нет больше эфемерных квантовых состояний — значит, есть надежные квантовые компьютеры, которые работают достаточно долго, чтобы быть полезными.
Полученные исследователями результаты являются постепенным шагом на пути к достижению долгосрочной цели — созданию современных квантовых компьютеров. Несмотря на необходимость дальнейших исследований, работа группы специалистов UCC позволяет получить ценные сведения о фундаментальных сверхпроводящих свойствах UTe2. В более широком смысле материалы, подобные UTe2, важны для понимания того, как квантовые эффекты могут быть использованы в вычислительных приложениях.
Вычисления с огромной скоростью могут быть уже не за горами — далеко не за горами, и не стоит беспокоиться о том, что эти физики взломают ваш кошелек Bitcoin.
