К созданию устойчивой квантовой электроники может привести новая сверхрешетка

Группа международных физиков во главе с Лией Крусин-Эльбаум из Городского колледжа Нью-Йорка создала новый материал топологической магнитной сверхрешетки, который при высокой температуре может проводить электрический ток без рассеяния и потерь энергии.

Открытие, подробно описанное в статье, опубликованной в журнале «Nature Physics», может стать основой исследования, ведущего к созданию целого нового класса квантовых материалов, которые потенциально могут стать основой для создания платформы, выполняющей безошибочные квантовые вычисления.

Выявление нового материала

Материал в виде кристаллов создается в лабораторной камере. В этом процессе атомы естественным образом объединяются в хорошо организованные слои - новую упорядоченную магнитную сверхрешетку, которую команда Городского колледжа тестирует в лаборатории Крусина.

Исследования сосредоточены вокруг квантового аномального эффекта Холла (QAHE), который описывает изолятор, проводящий ток без рассеяния по дискретным каналам на своей поверхности. Поскольку ток QAHE не теряет энергию при перемещении, он сродни сверхпроводящему току и имеет потенциал, если промышленно внедрить его, для продвижения энергоэффективных технологий .

На чем основано исследование

«Основным достижением этой работы является то, что новый высокотемпературный режим QAHE является надежным, в высшей степени настраиваемым с помощью электронного облучения и теплового перераспределения ресурсов, и может быть изменен по запросу, регулируя положение сверхрешеток, что приводит нас к созданию платформы для топологической сверхпроводимости», - сказала Крусин-Эльбаум, профессор отдела науки CCNY.

Крусин-Эльбаум и ее аспирант Хаймин Денг сказали, что они могут усовершенствовать эту платформу. Конечная цель - помочь преобразовать будущую квантовую электронику с помощью созданного материала. Гарлемский центр квантовых материалов (CCNY) является партнером исследования.

Он стремится решить фундаментальные проблемы в новых системах функциональных материалов, которые имеют жизненно важное научное и технологическое значение. Исследование частично поддержано Национальным научным фондом.