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科研人員首次在室溫下獲得了磁性超導(dǎo)材料 有助于創(chuàng)建在室溫下工作的量子計(jì)算機(jī)

來源:科技日報(bào)

俄羅斯量子中心科研人員首次在室溫下獲得了磁超導(dǎo)材料。有關(guān)專家認(rèn)為,借助該技術(shù)未來可創(chuàng)建不需要復(fù)雜和昂貴冷卻裝置的量子計(jì)算機(jī)。相關(guān)研究發(fā)表在《科學(xué)報(bào)告》雜志上。

通常情況下,量子效應(yīng)可在基本粒子中觀察到,只有在非常低的溫度下能夠觀察到宏觀量子現(xiàn)象。年來,磁超導(dǎo)材料吸引了科學(xué)家的注意。它是指含有磁離子的超導(dǎo)材料,相關(guān)研究集中在磁與超導(dǎo)相互作用、兩者共存可能等方面。早期對元素、合金和化合物的研究都認(rèn)為,磁和超導(dǎo)不可能在同一材料中同時(shí)存在,因?yàn)榇?span id="vpxttj7" class="keyword">性離子與導(dǎo)電電子自旋的交換作用會破壞超導(dǎo)態(tài)。在發(fā)現(xiàn)含磁稀土原子的超導(dǎo)三元化合物后,相關(guān)研究才進(jìn)一步發(fā)展。

超導(dǎo)材料既可用于加速大型強(qiáng)子對撞機(jī)中的粒子,又可用于建造磁懸浮交通工具。目前磁超導(dǎo)體的開發(fā)和批量生產(chǎn)中的主要問題是,需要使用復(fù)雜且昂貴的冷卻設(shè)備。

在俄羅斯科學(xué)基金會的支持下,俄羅斯量子中心的研究人員首次在室溫下獲得了磁超導(dǎo)材料。相關(guān)實(shí)驗(yàn)是在釔鐵石榴石單晶膜上進(jìn)行的。該物質(zhì)在某些溫度下具有自發(fā)磁化作用。在這種晶體中,準(zhǔn)粒子可以更長久地保留其量子??茖W(xué)家已經(jīng)證明,在強(qiáng)磁作用下磁振子(磁體中的磁激發(fā))處于量子態(tài),類似于超低溫下的原子態(tài)。在這種情況下,相當(dāng)多的物質(zhì)原子進(jìn)入統(tǒng)計(jì)上不太可能的量子狀態(tài),結(jié)果,在宏觀尺度上觀察到了量子效應(yīng)。

上述科研項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、俄羅斯量子中心首席研究員尤里·布科夫稱,在室溫下獲得磁超導(dǎo)材料的量子現(xiàn)象是科學(xué)家的夢想,但以往認(rèn)為這無法在室溫下實(shí)現(xiàn)。然而,對釔鐵石榴石的研究表明,即使在較高溫度下,在這種物質(zhì)中也可以觀察到磁超導(dǎo)材料的量子效應(yīng)。這一發(fā)現(xiàn)將能夠在不使用昂貴笨重的冷卻系統(tǒng)的情況下應(yīng)用量子現(xiàn)象。“這看起來似乎超出了想象的范圍,但是我們成功了?,F(xiàn)在可以致力于創(chuàng)建在室溫下工作的量子計(jì)算機(jī)。”

標(biāo)簽: 科研 室溫 磁性 超導(dǎo)材料 量子

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