Naukowcy odkryli nowy stan materii kwantowej

Wydział Fizyki Kwantowej Informacji i Materii California Institute of Technology odkryli nowy stan materii - wymiarowych kwantowej ciekłych kryształów. Otwarcie obiecuje postęp w rozwoju technologii komputerowej ultraszybki kwantowej i, zdaniem naukowców, to „tylko wierzchołek góry lodowej”.

Naukowcy odkryli nowy stan materii kwantowej

Cząstki konwencjonalne ciekłe kryształy wykazują fazy kwantowa wolny ruch (ponieważ jest jeszcze w stanie ciekłym), ale mają pewne specyficzne właściwości do cząstek stałych. Ciekłe kryształy mogą być tworzone sztucznie (są łatwe do spełnienia w naszym codziennym życiu, na przykład, wszystkie wyświetlacze urządzeń elektronicznych), lub w naturze, gdzie tworzą one biologiczne błony komórkowe.

Ciekłe kryształy kwantowe odkryto po raz pierwszy w 1999 roku. Ich cząsteczki są głównie cząstki zachowują się jak typowe ciekłe kryształy, ale ich elektrony są ogólnie zorientowane wzdłuż określonych osi. Elektrony kwantowe wymiarowe ciekłe kryształy, z kolei, może mieć różne właściwości magnetycznych w zależności od kierunku ich ruchu wzdłuż określonej osi. Z praktycznego punktu widzenia oznacza to, że elektryfikacja materiału oparte na nich stałaby się magnes lub zmienić kierunek lub siłę magnetyzmu. Dzięki takim cechom według badaczy trójwymiarowe kwantowe ciekłe kryształy mogą znaleźć zastosowanie w projektowaniu i produkcji bardziej wydajnych układach scalonych. Otwarcie trójwymiarowych kwantowej ciekłych kryształów skrócenie również aż do górnej produkcji pełnych komputery kwantowe, które mogą odczytać kod znacznie szybciej i szybsze wykonywanie operacji obliczeniowych w wyniku kwantowej charakterze cząstek.

Stworzenie komputera kwantowego jest wciąż bardzo czasochłonne zadanie ze względu na bardzo specyficznych cech efektów kwantowych, które są bardzo niestabilne. Stany kwantowe mogą być łatwo zmienione lub nawet zniszczyć je poprzez prostą interakcję z otoczeniem. Problem ten może być rozwiązany za pomocą sposobu wymaga stosowania specjalnych materiałów - nadprzewodników topologicznych. I to jest tutaj, że główną rolę może zastosować trójwymiarowe kwantowych ciekłe kryształy.

„W ten sam sposób, jak w czasie dwuwymiarowe ciekłe kryształy kwantowe były postrzegane jako zwiastunów pojawieniem nadprzewodników wysokotemperaturowych, trójwymiarowe ciekłe kryształy kwantowe są uważane zwiastunów pojawieniem nadprzewodników topologiczne, które wszystkie są oczekuje” - mówi docent fizyki Caltech i jeden i uczestników badanie David Hsieh.

,

„Zamiast polegać na intuicji w rozwoju nadprzewodników topologicznych, teraz mamy racjonalne podstawy w postaci trójwymiarowych ciekłych kryształów kwantowej” - dodaje John Harter, główny autor badania i autor komunikatu prasowego opublikowanego w czasopiśmie Science.

,

„Topologiczne nadprzewodniki - Naszym kolejnym celem na porządku dziennym” - konkluduje Harter.