Квантни скок: УЦЦ истраживачи откривају потенцијални кључ за будућност квантног рачунарства

У значајном развоју за будућност квантног рачунарства, истраживачи из лабораторије Мацросцопиц Куантум Маттер Гроуп на Универзитетском колеџу Корк (УЦЦ) дошли су до револуционарног открића користећи један од најмоћнијих квантних микроскопа на свету. Тим је идентификовао просторно модулирајуће суправодљиво стање у новом и необичном суперпроводнику, уранијум дителуриду (УТе2), који би потенцијално могао да реши један од највећих изазова квантног рачунарства.

Моћ суперпроводника

Суперпроводници су материјали који омогућавају струји да тече са нултим отпором, што значи да не расипају никакву енергију упркос томе што носе велику струју. Ово је могуће зато што се, уместо појединачних електрона који се крећу кроз метал, парови електрона везују заједно и формирају макроскопски квантномеханички флуид.

Главни аутор папир, Џо Керол, доктор наука који ради са професором квантне физике УЦЦ Сеамусом Дависом, објашњава: „Оно што је наш тим открио је да неки од електронских парова формирају нову кристалну структуру уграђену у ову позадинску течност. Ове врсте стања је први пут открила наша група 2016. године и сада се називају таласи густине електронских парова. Ови таласи густине пара су нови облик суперпроводне материје чија својства још увек откривамо.

Нова врста суперпроводника

Оно што УТе2 чини посебно узбудљивим је то што се чини да је нови тип суперпроводника. Чини се да парови електрона у УТе2 имају унутрашњи угаони момент. Ако је то тачно, онда је УЦЦ тим открио први Талас густине парова састављен од ових егзотичних парова електрона.

Керол елаборира: „Оно што је посебно узбудљиво за нас и ширу заједницу је то што се чини да је УТе2 нови тип суперпроводника. Физичари су тражили материјал попут њега скоро 40 година.”

Импликације за квантно рачунарство

Квантни рачунари се ослањају на квантне битове или кубите за складиштење и манипулацију информацијама. Међутим, квантно стање ових кубита се лако уништава, ограничавајући примену квантних рачунара.

УТе2 је, међутим, посебан тип суперпроводника који би могао имати огромне последице по квантно рачунарство. Потенцијално би се могао користити као основа за тополошко квантно рачунање, где не постоји ограничење животног века кубита током израчунавања. Ово би могло отворити много нових начина за стабилније и корисније квантне рачунаре.

Керол објашњава: „Постоје индиције да је УТе2 посебан тип суперпроводника који би могао да има огромне последице по квантно рачунање... У таквим материјалима нема ограничења у животном веку кубита током израчунавања, што отвара много нових начина за стабилнији и кориснији квантни компјутери.”

Откриће тима УЦЦ пружа још један део слагалице УТе2. Разумевање основних суперпроводних својстава материјала као што је УТе2 је кључно за развој практичних квантних рачунара. Керол закључује: „Оно што смо открили даје још један део слагалице УТе2. Да бисмо направили апликације користећи овакве материјале, морамо разумети њихова основна суправодљива својства. Сва савремена наука се креће корак по корак. Одушевљени смо што смо допринели разумевању материјала који би нас могао приближити много практичнијим квантним рачунарима."