.){kind=link}
Pentru prima dată, oamenii de știință au descoperit în laborator o stare a materiei prezisă de mult, dar nevăzută anterior. Tragând un laser asupra unei rețele ultrarece de atomi de rubidiu, oamenii de știință au forțat atomii într-o supă dezordonată de incertitudine cuantică cunoscută sub numele de cuantic densitate de spin (lichid).
Ipoteza existenței densității spinului cuantic – o stare rară a materiei în care nu se formează ordinea magnetică pe distanță lungă la temperatura zero – a fost propusă încă din 1973. Dar abia recent oamenii de știință au observat pentru prima dată un lichid de spin cuantic în condiții de laborator.
Partea „lichidă” aparține electronilor care se schimbă și oscilează constant în interiorul materialului magnetic la temperaturi scăzute. Spre deosebire de magneții obișnuiți, în acest caz electronii nu se stabilizează și nu se stabilesc în rețeaua structurată a corpului solid la răcire. Acum că această stare a fost înregistrată, se speră că descoperirea va accelera dezvoltarea computerelor cuantice puternice.
„Acesta este un moment foarte special în acest domeniu”, spune fizicianul cuantic Mykhailo Lukin de la Universitatea Harvard din Massachusetts. „Puteți de fapt să atingeți și chiar să pătrundeți în această stare exotică, să o manipulați pentru a-i înțelege proprietățile... este o nouă stare a materiei pe care oamenii nu au mai putut-o observa până acum.”
Magneții convenționali conțin electroni al căror spin este orientat în aceeași direcție în sus sau în jos care creează magnetismul. În lichidele cu spin cuantic, este introdus un al treilea electron, astfel încât, în timp ce doi spini opuși se stabilizează unul pe celălalt, spinul celui de-al treilea electron rupe echilibrul. Acest lucru creează un magnet „dezordonat” în care toate roțile nu se pot stabiliza în aceeași direcție.
Pentru a-și crea propriul model de rețea dezordonat, echipa a folosit un simulator cuantic programabil construit în 2017. Simulatorul folosește un program de calculator cuantic pentru a menține atomii în forme arbitrare cu lasere - cum ar fi pătrate, triunghiuri sau faguri - și poate fi folosit pentru a proiecta diferite interacțiuni și procese cuantice. Simulatorul folosește fascicule laser strâns focalizate pentru a aranja individual atomii, iar prin aranjarea atomilor de rubidiu într-o rețea cu model triunghiular, cercetătorii au reușit să creeze un magnet instabil cu proprietățile entanglementului cuantic - în care schimbările dintr-un atom coincid. cu un al doilea atom încurcat.
Legăturile dintre atomi au indicat că într-adevăr a fost creată o densitate de spin cuantică.
„Puteți împinge atomii cât de departe doriți, puteți schimba frecvența laserului, puteți schimba cu adevărat parametrii naturii într-un mod în care nu ați putea în materialul în care aceste lucruri au fost studiate înainte”, spune quantum. fizicianul Subir Sachdev de la Universitatea Harvard. „Aici poți să te uiți la fiecare atom și să vezi ce face.”
Calculatoarele cuantice sunt construite pe biți cuantici sau qubiți și se speră că fluidele de spin cuantic vor ajuta la dezvoltarea qubiților topologici care sunt mai bine protejați de zgomotul extern și interferențe.
Citeste si: