.){kind=link}
Pirmą kartą mokslininkai laboratorijoje atrado seniai prognozuotą, bet anksčiau nematytą materijos būseną. Iššaudydami lazeriu į itin šaltą rubidžio atomų gardelę, mokslininkai privertė atomus į netvarkingą kvantinio neapibrėžtumo sriubą, žinomą kaip kvantinis sukimosi tankis (skystas).
Hipotezė apie kvantinio sukimosi tankio egzistavimą - retą materijos būseną, kurioje tolimojo nuotolio magnetinė tvarka nesusidaro nulinėje temperatūroje - buvo pasiūlyta dar 1973 m. Tačiau tik neseniai mokslininkai pirmą kartą laboratorinėmis sąlygomis pastebėjo kvantinį sukimosi skystį.
„Skystoji“ dalis priklauso elektronams, kurie nuolat kinta ir svyruoja magnetinės medžiagos viduje esant žemai temperatūrai. Skirtingai nuo įprastų magnetų, šiuo atveju elektronai aušdami nesistabilizuoja ir nenusėda kieto kūno struktūrinėje gardelėje. Dabar, kai ši būsena užfiksuota, tikimasi, kad atradimas paspartins galingų kvantinių kompiuterių kūrimą.
„Tai labai ypatingas momentas šioje srityje“, – sako kvantinis fizikas Mykhailo Lukinas iš Harvardo universiteto Masačusetso valstijoje. „Jūs iš tikrųjų galite paliesti ir net įsmeigti į šią egzotišką būseną, manipuliuoti ja, kad suprastumėte jos savybes... tai nauja materijos būsena, kurios žmonės niekada anksčiau negalėjo stebėti.
Įprastuose magnetuose yra elektronų, kurių sukimasis yra nukreiptas ta pačia kryptimi aukštyn arba žemyn, o tai sukuria magnetizmą. Kvantiniuose sukimosi skysčiuose įvedamas trečias elektronas, taigi, nors du priešingi sukiniai stabilizuoja vienas kitą, trečiojo elektrono sukinys suardo pusiausvyrą. Taip sukuriamas „netvarkingas“ magnetas, kuriame visi sukimai negali stabilizuotis ta pačia kryptimi.
Norėdami sukurti savo netvarkingą grotelių modelį, komanda naudojo programuojamą kvantinį simuliatorių, pastatytą 2017 m. Modeliuoklis naudoja kvantinę kompiuterinę programą, kad sulaikytų savavališkų formų atomus su lazeriais, pavyzdžiui, kvadratais, trikampiais ar koriais, ir gali būti naudojamas įvairioms kvantinėms sąveikoms ir procesams kurti. Simuliatorius naudoja griežtai sufokusuotus lazerio spindulius, kad individualiai išdėstytų atomus, o sudėliodami rubidžio atomus trikampio rašto tinklelyje, mokslininkai sugebėjo sukurti nestabilų magnetą su kvantinio susipynimo savybėmis – kai vieno atomo pokyčiai sutampa. su antruoju įsipainiojusiu atomu.
Ryšiai tarp atomų parodė, kad iš tikrųjų buvo sukurtas kvantinis sukimosi tankis.
„Galite nustumti atomus kiek norite, galite keisti lazerio dažnį, tikrai galite pakeisti gamtos parametrus taip, kaip negalėjote medžiagoje, kurioje šie dalykai buvo tiriami anksčiau“, - sako kvantas. fizikas Subiras Sachdevas iš Harvardo universiteto. "Čia galite pažvelgti į kiekvieną atomą ir pamatyti, ką jis daro."
Kvantiniai kompiuteriai yra sukurti ant kvantinių bitų arba kubitų, ir tikimasi, kad kvantiniai sukimosi skysčiai padės sukurti topologinius kubitus, kurie yra geriau apsaugoti nuo išorinio triukšmo ir trukdžių.
Taip pat skaitykite: