Istraživački tim iz Instituta Paul Šerer (PSI) u Švajcarskoj postigao je revolucionarni napredak sa Kagome superprovodnikom RbV3Sb5, koji pokazuje kršenje vremensko-obratne simetrije (TRS) na neviđenoj temperaturi od 175 kelvina (-98°C ili -144,67°F). Ovaj rekord visoke temperature predstavlja značajan pomak u kvantnim sistemima, koji obično zahtijevaju ultra-niske temperature da bi se spriječile smetnje uzrokovane toplotnom energijom. Istraživači iz PSI vjeruju da bi kršenje TRS na visokoj temperaturi u RbV3Sb5 moglo otvoriti put za energetski efikasnije kvantne tehnologije, ubrzavajući njihovu primjenu u realnom svijetu.

 

Šta je kršenje vremensko-obratne simetrije i zašto je važno za kvantnu tehnologiju?

 

U fizici, vremensko-obratna simetrija znači da bi prirodni zakoni trebali biti isti ako bi vrijeme teklo unazad. Međutim, u specifičnim materijalima kao što je RbV3Sb5, TRS se krši, što dovodi do neobičnih kvantnih stanja koja su ključna za razvoj naprednih kvantnih uređaja.

Kada se TRS prekrši, materijal može djelovati različito u zavisnosti od smjera vremena — osobina koja se može iskoristiti za bolju kontrolu i stabilnost kvantnih sistema. Ovo otkriće predstavlja veliki napredak u istraživanju kvantne tehnologije i otvara nova vrata za primjenu kvantnih tehnologija izvan tradicionalnih laboratorijskih okruženja.

 

Visokotemperaturna superprovodnost i kršenje TRS-a u RbV3Sb5

 

Prema istraživanju PSI, ovaj Kagome superprovodnik održava superprovodnost do oko dva kelvina, ali može podržati kvantna stanja koja krše TRS na mnogo višim temperaturama, što povećava njegovu pogodnost za praktičnu primjenu u kvantnom računarstvu i skladištenju podataka. Istraživač iz PSI Mahir Džambegović istakao je „naređeni naelektrisani“ oblik u materijalu, gdje elektroni formiraju organizovan obrazac, stvarajući magnetski efekat koji remeti TRS na -144,67°F.

Sposobnost da se očuva kršenje TRS na višim temperaturama predstavlja značajnu karakteristiku koja može učiniti kvantne tehnologije ostvarivim i izvan specijalizovanih laboratorijskih uslova. Ova jedinstvena osobina RbV3Sb5 je takođe podesiva, s efektima koji variraju zavisno od dubine unutar materijala, od njegove površine do jezgra.

 

Implikacije za kvantno računarstvo i budućnost energetski efikasnih kvantnih uređaja

 

Otkriće PSI, objavljeno u Nature Communications, ima dalekosežne implikacije za kvantno računarstvo i energetski efikasne kvantne uređaje. Kako se efekti kršenja TRS sada mogu postići na višim temperaturama, istraživači su optimistični da bi RbV3Sb5 mogao pomoći u razvoju kvantnih tehnologija s manjim potrebama za energijom, približavajući ih široj upotrebi.

Buduća istraživanja će se fokusirati na podesivost Kagome superprovodnika, naročito ispitivanje međusobnog uticaja superprovodnosti i efekata kršenja TRS-a u RbV3Sb5. Ovo otkriće predstavlja korak naprijed ka energetski efikasnim kvantnim uređajima koji bi mogli da funkcionišu u širem spektru uslova nego što je to do sada bilo moguće, i naglašava ključnu ulogu PSI u razvoju kvantne fizike.

Ključne tačke:

  • Kagome superprovodnik RbV3Sb5 krši TRS na 175 kelvina, što je rekordno visoka temperatura za kršenje TRS-a.
  • Kršenje TRS omogućava materijalu da pokaže jedinstvena kvantna stanja ključna za napredne kvantne uređaje.
  • Podesiva svojstva kršenja TRS u RbV3Sb5 variraju od površine do jezgra materijala.
  • Istraživanje objavljeno u Nature Communications otvara put za praktične, energetski efikasne kvantne tehnologije.