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最新发现让量子计算机变得更加强大

by Tim

在二碲化铀(UTe2)材料中观察到的一种不寻常的超导状态有助于克服量子计算发展过程中众所周知的挑战。

科克大学学院(UCC)宏观量子物质小组实验室的研究人员发现了这种独特的性质,它能让电子沿着一种量子滑水道自由流动而不受阻力。

研究人员说,秘诀在于电子成对结合,形成一种特殊的流体。UTe2之所以特殊,是因为某些电子对的作用与众不同,它们在流体中形成了一种叫做 “电子对密度波 “的晶体结构。这种类型的电子配对在 2016 年首次被观测到,但人们对其仍然知之甚少。

而这似乎是一个相当大的问题。

“令人兴奋的是,UTe2 似乎是一种全新的超导体,”UCC 博士研究员乔-卡罗尔(Joe Carroll)在记录这一发现的论文中说道。”几十年来,物理学家一直在寻找这样的超导体。

这一发现背后的团队希望,更多地了解UTe2将有助于他们更好地理解和分解其他超导材料。这可能是科学界的一大福音,尤其是在医学领域,超导体被用于核磁共振扫描仪等各种医疗设备。通过进一步揭开这些材料的一些神秘面纱,我们可以看到新的和改进的医疗技术被开发出来


UTe2的PDW状态可视化,图片: UCC

UTe2的PDW状态可视化,图片: UCC


UTe2似乎是一种新型超导体。电子对具有内在角动量,这意味着它们在配对时会旋转。如果得到证实,这将使UTe2成为第一种被发现含有具有这种特性的电子对密度波的材料。

我们为什么要关心这种奇妙材料内部发生的亚原子 “小动作 “呢?嗯,因为UTe2 的特性与开发更强大的量子计算机有关。

量子计算机使用量子比特(量子位)来存储信息。然而,量子比特很脆弱,很容易失去量子状态,从而限制了计算时间。UTe2可以实现一种量子计算,即量子比特可以在计算过程中无限期地保持其状态。这将为更稳定、更实用的量子计算机铺平道路。

换句话说: 不再有短暂的量子态意味着可靠的量子计算机能够长期保持其有用性。

研究人员的发现标志着向构建先进量子计算机的长期目标迈出了渐进的一步。虽然还需要进一步研究,但 UCC 团队的工作为了解 UTe2 的基本超导特性提供了宝贵的见解。更广泛地说,UTe2 等材料对于了解如何利用量子效应进行计算应用非常重要。

以极快的速度进行计算可能就在不远处–一个遥远的拐角处–而且不用担心这些物理学家会黑进你的比特币钱包。

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