Материал нельзя использовать напрямую, перед использованием в квантовых компьютерах из него необходимо извлечь активный компонент.
Трехмерная иллюстрация работающего квантового компьютера (репрезентативное изображение).
iStock
Совместные усилия исследователей из Бразилии, Чехии и Франции под руководством исследователей из Норвежского института науки и технологий (NTNU) показали, что глина является жизнеспособной альтернативой для создания квантовых компьютеров будущего. Результаты также прокладывают путь к созданию экологически чистых компьютеров в будущем.
Квантовые компьютеры, считающиеся следующим рубежом суперкомпьютеров, обещают вычисления на скоростях, невообразимых даже для самых быстрых суперкомпьютеров сегодня. Исследователи подсчитали, что квантовые компьютеры могут за считанные минуты выполнить то, на что суперкомпьютерам потребовались бы десятилетия. Это возможно за счет использования квантовых состояний материалов, используемых для создания этих квантовых компьютеров.
С момента появления квантовых компьютеров ученые использовали редкие материалы, такие как сверхпроводники или захваченные ионы атомов, такие как иттербий, для достижения этих квантовых состояний. Таким образом, каждый подход квантовых вычислений требует особого набора условий окружающей среды, в которых могут быть достигнуты эти квантовые состояния, требуя сверхнизких температур или изоляции от окружающей среды.
Исследователи обнаружили, что широко распространенная глина также обладает свойствами, которые можно использовать для проведения квантовых вычислений.
Глина как квантовый материал
Хотя глина дешева и распространена, ее нельзя использовать в качестве материала для квантовых вычислений. Чтобы быть приемлемым в качестве квантового материала, исследователи требуют гораздо больше в проводящих и магнитных свойствах.
Прежде всего, глина как материал практически двумерна, что имеет решающее значение при работе в квантовых масштабах. Интересно, что, как и кремний, глина также обладает полупроводниковыми свойствами. Это означает, что материал может быть хорошим проводником при соблюдении определенных условий, но не в других случаях. Это позволяет системе функционировать так, чтобы управляться переключателем, включаться или выключаться, когда это необходимо.
Кроме того, глина также обладает антиферромагнитными свойствами. Эта двойственность, при которой материал не является магнитным в традиционном смысле, но все же обладает магнитными свойствами, которые можно использовать при необходимости, имеет решающее значение в квантовых вычислениях. В совокупности это делает глину идеальным материалом для создания квантовых компьютеров.
Квантовый скачок
Хотя материал широко распространен, его нельзя использовать напрямую для квантовых вычислений. Исследователям еще предстоит найти способы извлечения материала и его использования в высокотехнологичных средах.
«То, что мы обнаружили, по сути является квантово-активным компонентом, сформированным природой», — объяснила в пресс-релизе Барбара Пацакова, научный сотрудник кафедры физики NTNU, которая участвовала в работе. «Он стабилен, нетоксичен, распространен и появляется в уже пригодной для использования структуре — особенно интересно в устойчивых материалах».
Исследователи изучили материал с помощью крайне специализированных инструментов и обнаружили некоторые недостатки. Например, он не является ферромагнитным при комнатной температуре. Это может потребовать от квантовых компьютеров, построенных с использованием этого материала, другого набора специализированных условий.
Важно отметить, что большую часть исследований в NTNU провели ученые, которые все еще находятся на ранней стадии своей карьеры. «Это не только захватывающие научные результаты. Это показывает, чего талантливые исследователи могут достичь на ранних этапах, когда им только дают такую возможность», — добавила Пацакова в пресс-релизе.
Результаты исследования опубликованы в журнале 2D Materials and Applications.
Sourse: interestingengineering.com
