Квантова матерія, невідома досі: секрет у ритмі

Магнітне поле, яке змінюється у часі, здатне породжувати стани речовини, що не існують за звичайних умов — це з’ясували фізики з Каліфорнійського політехнічного державного університету. Відкриття може наблизити появу стабільніших квантових комп’ютерів.

Абстрактна візуалізація магнітних полів, що взаємодіють із квантовою матерією.
Абстрактна візуалізація. Налаштування магнітних полів у часі може відкрити абсолютно нові форми матерії та забезпечити стабільніше майбутнє для квантових технологій. Джерело: AI / ScienceDaily.com

Що зробили дослідники

Лектор кафедри фізики Cal Poly (Каліфорнійського політехнічного державного університету) Ян Пауелл разом зі студентом Луї Бухалтером дослідили, як речовина поводиться на рівні атомів і електронів, коли на неї діє магнітне поле, яке змінюється за певним ритмом. Свої висновки автори опублікували у журналі Physical Review B

Виявилося, що матерія, на яку діє ритмічно змінюване магнітне поле, набуває квантових властивостей, яких не існує в речовині зі стабільним, незмінним полем. Поки що це теоретична робота — експериментальна перевірка на реальних установках є наступним кроком.

Подія в Києві на перетині мистецтва, космосу та технологій! Дізнатися більше

Чому це важливо для квантових технологій

Одна з головних проблем квантових обчислень — «шум»: зовнішні збурення й дефекти, через які система припускається помилок. Правильно підібраний ритм зміни магнітного поля дозволяє формувати квантові системи, стійкіші до таких перешкод. За словами Пауелла, ключова ідея полягає в тому, що корисні квантові властивості залежать не лише від того, з чого зроблений матеріал, а й від того, як ним керують у часі.

Окрім нових квантових станів, дослідження виявило математичний організуючий принцип, який зазвичай притаманний системам вищих вимірів. Це означає, що відносно прості установки — наприклад, експерименти з ультрахолодними атомами — можуть стати інструментом для вивчення складнішої квантової фізики. Команда також побудувала топологічну фазову діаграму, яка описує, за яких умов виникає кожен із нових станів.

«Найбільш пряма галузева цінність нашого дослідження — для квантових обчислень і квантового моделювання, а не для конкретних прикладних секторів на цьому етапі. Щоб наблизитися до реального використання, потрібна експериментальна перевірка та адаптація ідей до реальних квантових пристроїв», — зазначає Пауелл.

Джерело: California Polytechnic State University / ScienceDaily

Новини інших медіа
Чорні діри постійно поглинають одна одну для виживання
Прихована загроза у космосі: як виявити супутник із ядерною зброєю
Космічні самітники виявились попередниками зоряних систем
Нейтрино можуть народжуватися всередині загадкових червоних цяток
Ядерну батарею для супутників вперше випробовують у космосі
В архівах TESS вперше виявили планету методом мікролінзування
Космічний апарат NASA New Horizons успішно вийшов із найдовшої гібернації та перебуває у справному стані
Вибухи феєрверків на День незалежності у США помітили з борту МКС
Відставка після тріумфу Artemis II: Джеремі Гансен залишає загін астронавтів
Найбільша пара чорних дір утворила гігантську порожнечу