Исследователи из США и Ирландии обнаружили пространственно модулирующее сверхпроводящее состояние в дителлуриде урана, что может иметь жизненно важное значение для решения одной из ключевых проблем, препятствующих развитию квантовых вычислений. Об этом сообщает сайт SciTechDaily. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Ученые из Университетского колледжа Корка (UCC), одной из основных структур Национального университета Ирландии, при участии специалистов Калифорнийского университета в Беркли (США) во главе с известным ирландским физиком профессором Симусом Дэвисом открыли уникальное сверхпроводящее состояние дителлурида урана (UTe2), которое может проложить путь к более стабильным и эффективным квантовым компьютерам.
«Наша исследовательская группа обнаружила, что некоторые электронные пары UTe2 образуют новую кристаллическую структуру, встроенную в фоновую жидкость. Данные типы сверхпроводящих состояний были впервые обнаружены нами ранее в 2016 году, и теперь называются «волнами плотности электронных пар». Экзотические пары электронов, по-видимому, обладают собственным угловым моментом. Таким образом, UTe2 является сверхпроводником нового типа. Физики искали подобный материал почти 40 лет», – пояснил ведущий автор исследования д-р Джо Кэрролл.
По его словам, обычные классические компьютеры используют биты для хранения и обработки информации, в то время как квантовые компьютеры полагаются на квантовые биты (кубиты). Ключевая проблема, стоящая перед существующими на сегодня квантовыми компьютерами, заключается в том, что каждый кубит должен находиться в суперпозиции с двумя разными энергетическими состояниями – точно так же, как знаменитого «кота Шредингера» можно было бы назвать одновременно и «мертвым», и «живым». Это квантовое состояние очень легко разрушить, перейдя в состояние с наименьшей энергией и тем самым отсекая любые полезные вычисления.
Однако с момента открытия особенностей электронных пар UTe2 было проведено огромное количество исследований, давших доказательства, что этот материал является именно тем сверхпроводником, который можно использовать в качестве основы для топологических квантовых вычислений. В таких материалах нет ограничений на время жизни кубита во время вычислений, что открывает множество новых путей для более стабильных и производительных квантовых компьютеров.
«То, что мы обнаружили, представляет собой лишь одну часть головоломки, связанной со свойствами дителлурида урана. Чтобы создавать реальные вычислительные устройства с использованием таких материалов, мы должны глубже понимать их фундаментальные сверхпроводящие свойства», – отметил д-р Кэрролл.