Прорыв в квантовых вычислениях: открытие свойств нового сверхпроводника

Обновление: 9 декабря 2023 г.

Сотрудничество Школы физики и астрономии Университета Миннесоты и Корнельского университета выявило некоторые уникальные свойства нового Полупроводниковое например сверхпроводящий металл. Он стал прорывом в квантовых вычислениях и может быть использован в ближайшем будущем. Этот металл известен как диселенид ниобия (NbSe2), который может проводить электричество или переносить электроны или фотоны без какого-либо сопротивления. Квантовые вычисления могут эффективно использовать преимущества этого нового сверхпроводящего металла для новых инноваций.

Диселенид ниобия имеет двумерную форму с двойной симметрией, что делает его более упругим сверхпроводником. В этом металле обнаружены два типа сверхпроводимости - обычный волновой тип, состоящий из объемного NbSe2, и необычный тип d- или p-волн для нескольких слоев NbSe2. Они оба обладают одинаковой энергией из-за постоянного взаимодействия и конкуренции друг с другом. Исследовательские группы из обоих университетов объединили результаты двух различных экспериментальных методов для создания этого новаторского открытия. Ученые хотели дополнительно изучить свойства NbSe2, чтобы использовать нетрадиционные сверхпроводящие состояния для разработки передовых квантовых компьютеров.

Сверхпроводящие металлы помогают исследовать границы между квантовыми вычислениями и традиционными вычислениями с приложениями в квантовой информации. Квантовые биты преобразуют функциональные возможности квантовых компьютеров с гораздо большей скоростью, чем традиционные. Квантовые биты существуют в состоянии суперпозиции вместе с двумя значениями 0 и 1 одновременно с альфа и бета. Квантовым компьютерам требуется около 10,000 XNUMX кубитов, чтобы эффективно работать и помогать разгадывать загадки природы. Сверхпроводники могут создавать твердое состояние кубита с квантовыми точками и системами с одним донором. Эти сверхпроводящие металлы известны тем, что превращают электроны в единую сверхтекучую жидкость, которая может двигаться через металлическую решетку без какого-либо сопротивления.

Открытие двумерных кристаллических сверхпроводников открыло множество методов для исследования нетрадиционной квантовой механики. Однослойный сверхпроводник NbSe2 высочайшего качества выращен методом химического осаждения из газовой фазы. Рост этих сверхпроводников зависит от сверхвысокого вакуума или свободных подложек, которые помогают уменьшить дефекты, вызванные окружающей средой и подложкой.

Следовательно, мир ждет дальнейших открытий некоторых уникальных свойств любого сверхпроводящего металла, которые помогут в продвижении квантовый вычисления, которые могут принести определенные прорывы в отрасли.