„Ovo je veoma poseban trenutak za kvantnu fiziku i sada možemo da „dodirnemo“ ovo neobično stanje i manipulišemo njime kako bismo razumjeli njegove karakteristike“, tvrdi fizičar Mihail Lukin
Neuobičajeno i potpuno novo stanje materije, poznato kao kvantna okretna tečnost, o kojoj se iznose hipoteze već decenijama, po prvi put je primećena u laboratorijskim uslovima.
Tečno stanje odnosi se na elektrone koji se neprestano menjaju i fluktuiraju unutar namagnetisanog materijala pri niskim temperaturama.
Za razliku od uobičajenih magneta, u ovom slučaju elektroni se ne stabilizuju niti se smještaju u strukturisanu rešetku čvrste supstance kada im se temperatura spušta.
Kvantni okretaj odnosi se na orijentaciju ugaonog momenta (gore ili dole), koji nose čestice „upletene“ u parove sa suprotnim smerom okretanja.
Naučnici se nadaju da ovo otkriće, objavljeno u časopisu „Science“, može pomoći u daljem napretku u razvoju kvantnih kompjutera.
„Ovo je veoma poseban trenutak za kvantnu fiziku. Sada možemo da „dodirnemo“ ovo neobično stanje i manipulišemo njime kako bismo razumjeli njegove karakteristike. To je novo stanje materije koje ljudi do sada nisu videli“, rekao je kvantni fizičar Mihail Lukin sa Harvard univerziteta.
Kvantna okretna tečnost
Uobičajeni magneti sadrže elektrone čije je okretanje orijentisano u istom pravcu, bilo na gore ili na dole, što i generiše njihov magnetizam.
U stanju kvantne okretne tečnosti, uveden je treći elektron, pa dok dva okretaja u suprotnom smjeru donose ravnotežu, okretanje trećeg elektrona izbacuje ih iz balansa. On tako kreira „frustrirani“ magnet, u kom se okretaji ne mogu stabilizovati u istom smeru.
Kako bi napravili ovakvu šemu, naučnici su koristili programirani kvantni simulator. On uz pomoć kvantnog kompjuterskog programa i lasera drži atome u određenim oblicima, kao što su kvadrati, trouglovi ili saćaste strukture i može da se upotrebi za kreiranje različitih kvantnih interakcija i procesa.
Simulator koristi veoma fokusirane laserske zrake da bi individualno rasporedio atome. Raspoređujući atome rubidijuma u rešetke trouglastog oblika, naučnici su uspjeli da naprave „frustrirani“ magnet sa karakteristikama kvantnog sprezanja, u kom promjena u jednom atomu dovodi do iste promjene u drugom spregnutom atomu.
Veze između dva atoma potvrdile su da je postignuta i kvantna okretna tečnost.
Važnost za kvantne računare
„Možete da razdvojite atome koliko god želite, možete da promijenite frekvenciju laserske svjetlosti, možete da zaista promijenite prirodne parametre na način na koji do sada nije bio moguć u materijalima koji su proučavani. U ovom slučaju, možete da gledate svaki pojedinačni atom i vidite šta on radi“, kazao je kvantni fizičar Subir Sačdev sa Harvard univerziteta.
Kvantni računari su izgrađeni na kvantnim bitima ili kubitima, a novo stanje materije daje nadu u daljem razvoju topoloških kubita, koji su bolje zaštićeni od spoljašnjih uticaja, piše „Sajens alert“.
Za kvantne računare, to je veoma važno. Ti sistemi mogu biti veoma delikatni i njihov rad u dužem vremenskom periodu bez grešaka jedan je od najvećih izazova za naučnike.
Budući da je kvantna okretna tečnost zabilježena po prvi put, ona bi mogla da pomogne u odgonetanju kako napraviti kubite što robusnijim.
„Ukoliko bismo naučili kako da napravimo takve topološke kubite, to bi predstavljalo najvažniji korak ka realizaciji pouzdanog kvantnog računara“, rekla je kvantna fizičarka Đulija Semegini sa Harvard univerziteta.
(Sputnik news)
