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.
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.
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
