Новоразработен метод превръща обикновени материали в квантови проводници

В сътрудничество между учени от Калифорнийския университет в Ървайн (UCI) и Националната лаборатория в Лос Аламос (LANL) е разработен метод, който превръща ежедневни материали в проводници, които могат да се използват за изграждане на квантови компютри, се казва в съобщение за пресата.

Повсеместно разпространените днес компютърни устройства са изградени от силиций – полупроводников материал. При определени условия силицият се държи като проводящ материал, но има ограничения, които оказват влияние върху способността му да изчислява по-големи числа. Най-бързите суперкомпютри в света са създадени чрез сглобяване на компоненти на силициева основа. Все пак се твърди, че те са по-бавни от квантовите компютри.

Квантовите компютри нямат същите ограничения като силициевите и прототипите, които се създават днес могат да изчисляват за секунди това, което на суперкомпютрите би отнело години. Това може да открие изцяло ново ниво на компютърни постижения, ако те могат да бъдат изградени и експлоатирани с по-лесни за работа материали. Изследователите работят, за да определят как могат да се получат висококачествени квантови материали. Сега те са открили по-прост начин за създаването им от материали, използвани в ежедневието.

Конфигуриране на материалите според нуждите ни

„Представете си, че можем да трансформираме стъклото, което обикновено се смята за изолационен материал и да го превърнем в ефективен проводник, подобен на медта. Материалите, които създадохме са вещества, които проявяват уникални електрически или квантови свойства поради специфичните си атомни форми или структури.“

казва Луис А. Хауреги, професор по физика и астрономия в UCI, в съобщение за пресата

Екипът е разработил „огъваща станция“, която може да прилага деформация към материалите на атомно ниво и да ги кара да променят поведението си.

Изследователите са приложили голямо напрежение към тривиален материал, наречен хафниев пентателурид. Те са успели да го превърнат в нещо, което може да се използва за създаване на квантов компютър.

Как работи огъването?

Хауреги обяснява как се получава трансформацията на материала.

„За да създадем такива материали, трябва да „пробием дупки“ в атомната им структура. Деформацията ни позволява да направим това.“

добави той

Интересното е, че изследователският екип е направил крачка напред и успешно е включил и изключил тази атомна промяна, като е контролирал приложената деформация.

„Това е полезно, ако искате да създадете „ключ“ за включване и изключване на материала в квантов компютър в бъдеще.“

казва Джиню Лиу, постдокторант в UCI, работещ с Хауреги

Достъп до квантови компютри имат само изследователски институции или големи технологични компании като Google или IBM. Тези компании търсят начини да направят квантовите компютри по-разпространени. Иновации като тази ще бъдат от решаващо значение за превръщането им в реалност.

„Развълнуван съм, че нашият екип успя да покаже, че тези неуловими и много търсени материални състояния могат да бъдат създадени. Това е обещаващо за разработването на квантови компютри, а методиката, която демонстрираме е съвместима за експериментиране и с други квантови материали.“

казва Майкъл Петес, учен от Центъра за интегрирани нанотехнологии в LANL, партньорска организация в изследването

Резултатите от изследването са публикувани в списание Nature Communications.