.Physicists create powerful magnets to de-freeze quantum computing

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물리학자들은 양자 컴퓨팅을 동결 해제하기 위해 강력한 자석을 만듭니다

물리학자들은 양자 컴퓨팅을 동결 해제하기 위해 강력한 자석을 만듭니다.

텍사스 대학교 엘파소 캠퍼스 물리학자 Ahmed El-Gendy 박사가 양자 컴퓨팅을 위해 만들어진 새로운 소재의 자성을 보여줍니다. 출처: 텍사스 대학교 SEPTEMBER 11, 2023

-엘파소 양자 컴퓨팅은 세계를 혁신할 수 있는 잠재력을 갖고 있어 대규모 건강 및 과학 컴퓨팅 문제를 기존 컴퓨팅보다 기하급수적으로 빠르게 해결할 수 있습니다. 그러나 양자 컴퓨터에는 영하의 온도에서만 작동할 수 있다는 큰 단점이 있습니다. "양자 컴퓨터가 작동하려면 실온에서 사용할 수 없습니다."라고 텍사스 대학교 엘파소 물리학과 부교수인 Ahmed El-Gendy 박사는 말했습니다. "그 말은 우리가 컴퓨터를 식히고 모든 재료를 식혀야 한다는 뜻인데, 이는 매우 비용이 많이 듭니다."

이제 엘파소에 있는 텍사스 대학교의 물리학자들은 그 점에서 비약적인 발전을 이루었다고 믿습니다 . El-Gendy가 이끄는 팀은 일반 온도에서 작동하는 순수 철보다 자성이 100배 더 강한 고자성 양자 컴퓨팅 소재를 개발했습니다. 이 자료는 Applied Physics Letters 저널의 여름호에 설명되어 있습니다 .

자석은 스마트폰, 차량, 컴퓨터 정보가 저장되는 솔리드 스테이트 드라이브 등 다양한 최신 애플리케이션에 사용됩니다. 양자 컴퓨터에서 자석은 속도를 높이기 위해 사용되지만 자석의 강한 자기 특성은 저온에서만 작동한다고 Ahmed는 말했습니다. (실제로 양자 컴퓨터는 현재 절대 영도 바로 위인 화씨 -459도의 시원한 온도 로 유지됩니다.) 2019년부터 UTEP 팀은 양자 컴퓨팅을 위한 완전히 새로운 자성 재료를 만들기 위해 노력해 왔습니다. 연구팀은 일정한 온도에서 작동하는 것 외에도 희토류 물질로 만들어지지 않은 자석에 중점을 두었습니다.

El-Gendy는 "현재 모든 자석은 희토류 재료로 만들어지고 있는데 그 수가 부족합니다."라고 말했습니다. "우리는 어떤 산업에서도 자석을 만들 수 있는 재료가 없다는 문제에 곧 직면하게 될 것입니다. 우리가 그 지점에 도달한다고 상상해보세요." 몇 년간의 시행착오 끝에 팀의 노력은 결실을 맺었습니다. 최종 우승자는 아미노페로센과 그래핀으로 알려진 물질 의 혼합물이었으며 El-Gendy가 놀랍게도 이 물질은 매우 강력한 자성을 보여주었습니다.

-"나는 정말로 그것의 자성을 의심하고 있었지만 우리의 결과는 분명히 초상자성 거동을 보여주었다"고 그는 말했다. "아무도 이런 물질을 준비한 적이 없습니다. 이걸 가지고 상온 에서 양자컴퓨터를 만들 수 있을 것 같아요 ." 하지만 아직 할 일이 많이 남아있습니다. 재료를 만들기가 어려웠으며 팀은 이제 준비 과정을 최적화하고 재료의 효율성을 지속적으로 개선하려고 노력하고 있습니다.

그들은 또한 양자 컴퓨팅 분야에서 일하는 협력자를 찾고 있습니다 . 이 연구의 추가 저자는 UTEP 박사후 연구원 Yohannes Getahun, Ph.D.; 물리학 교수 Felicia Manciu 박사, 물리학 석좌 교수 Mark Pederson 박사 추가 정보: Yohannes W. Getahun 외, 아미노페로센-그래핀 분자 자석의 실온 거대 초상자성 질서, Applied Physics Letters (2023). DOI: 10.1063/5.0153212 저널 정보: Applied Physics Letters 엘파소 텍사스대학교 제공

https://phys.org/news/2023-09-physicists-powerful-magnets-de-freeze-quantum.html

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메모 2309180655 나의 사고실험 oms 스토리텔링

양자 컴퓨터가 작동하려면 실온에서 사용할 수 없다. 그 말은 우리가 컴퓨터를 식히고 모든 재료를 식혀야 한다는 뜻인데, 이는 매우 비용이 많이 든다.

그래서 실온 lk99와 같은 초전도체 자성이 절대적으로 필요하다. lk99의 박막형 초전도체가 필름을 구리선전에 입힐 수 있다. 유럽입자 가속기에는 니노븀 주석 수백톤의 초전도체가 사용중이다. 이를 lk99 수톤에서 수억톤이 대체할 수도 있다.

만약 수억톤이면 우주 지구자체를 우주선으로 개조하여 항간이동도 가능할 수 있다. 허허.

No photo description available.

-El Paso Quantum computing has the potential to revolutionize the world, solving large-scale health and scientific computing problems exponentially faster than classical computing. However, quantum computers have a major drawback: they can only operate at sub-zero temperatures. “For a quantum computer to work, you can’t use it at room temperature,” said Ahmed El-Gendy, Ph.D., associate professor of physics at the University of Texas at El Paso. “That means we have to cool the computer and cool all the stuff, which is very expensive.”

Now physicists at the University of Texas at El Paso believe they have made a quantum leap forward on that score. A team led by El-Gendy has developed a highly magnetic quantum computing material that is 100 times more magnetic than pure iron operating at normal temperatures. This material is described in the summer issue of the journal Applied Physics Letters.

“I was really doubting its magnetism, but our results clearly showed superparamagnetic behavior,” he said. “No one has ever prepared a material like this before. I think we can make a quantum computer at room temperature with this.” But there's still a lot of work left to do. The material was difficult to create and the team is now trying to optimize the preparation process and continuously improve the material's efficiency.

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Memo 2309180655 My thought experiment oms storytelling

For a quantum computer to work, it cannot be used at room temperature. That means we have to cool the computer and all the stuff, which is very expensive.

Therefore, superconducting magnetism such as room temperature LK99 is absolutely necessary. LK99's thin-film superconductor can coat copper wire with a film. Hundreds of tons of niobium tin superconductors are being used in European particle accelerators. This can be replaced by several to hundreds of millions of tons of LK99.

If it is hundreds of millions of tons, the space Earth itself can be converted into a spaceship, making interplanetary travel possible. haha.

Samplea.oms (standard)
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zybzzfxzy
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xzezxdyyx
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bddbcbdca

.Generating biskyrmions in a rare earth magnet

희토류 자석에서 쌍극자 생성

작성자: Thamarasee Jeewandara, Phys.org HoCo 3 온도에 따른 페리자성(FIM) 구조의 진화 . (A) 온도의 함수로서 HoCo 3 에 대한 중성자 분말 회절(NPD) 프로파일 강도의 등고선 플롯 . (B) T = 5 K에서 HoCo 3 의 고강도 NPD 패턴의 자기 및 결정 구조 개선. (C) HoCo 3 의 온도에 따른 FIM 구조의 진화 . HoCo 3 의 자기 모멘트는 205K(FIM-ab) 아래의 ab 평면에 배열되는 경향이 있으며, 스핀은 FIM-기울기 구조에 해당하는 205~245K 사이에서 ab 평면에서 c축으로 점차 회전합니다. 245~425K 범위에서 자기 모멘트는 항상 c축(FIM-c)을 따라 정렬됩니다. 신용 거래:과학 발전 , doi: 10.1126/sciadv.adi1984 SEPTEMBER 16, 2023

-자기 스커미온은 스핀트로닉스에 적용할 수 있는 유망하고 위상학적으로 보호된 준입자로서 많은 주목을 받아왔습니다. 스커미온은 입자와 같은 특성을 지닌 작고 소용돌이치는 토폴로지 자기 여기입니다. 그럼에도 불구하고 자기 스커미온의 안정성이 낮기 때문에 입자 밀도가 낮은 좁은 온도 범위에서만 존재할 수 있으므로 외부 자기장이 필요하므로 더 넓은 적용이 크게 제한됩니다.

-Science Advances 에 발표된 새로운 보고서에서 Yuzhu Song과 연구진은 격자의 열팽창을 통해 페리자성체에 자기장이 없는 고밀도의 자발적인 자기 쌍천체를 형성했습니다. 연구팀은 중성자 분말 회절과 로렌츠 투과 전자 현미경 측정을 사용하여 페리자성체 화합물의 원자 규모 페리자성 구조와 나노 규모 자기 영역 사이의 강력한 연관성을 지적했습니다 . 송과 팀은 자기-탄성 결합 효과로 인해 페리자성체 화합물에서 쌍천체 생성에 있어 음의 열 팽창이 중요한 역할을 한다는 사실을 탐구하여 물질의 거동을 양의 열 팽창과 비교했습니다. 스커미온과 비스키르미온 자기 스카이미온은 토폴로지 보호 기능을 갖춘 나노 규모의 자구 구조입니다.

고유한 기능과 작은 크기 , 전류 구동 동작과 함께 낮은 에너지 소비로 인해 스핀트로닉 저장 장치 응용 분야에 유망한 후보가 되었습니다 . 2009년 발견 이후 자기 천공은 급속한 발전의 시기에 들어섰습니다. 재료과학자 및 물리학자들은 스커미온, 바이스커미온, 안티-스카미온, 메론 및 안티메론을 포함하는 다양한 위상 전하를 포함하는 위상 스핀 구조를 발견했습니다 . 자기 쌍극자 상호 작용과 단축 자기 이방성 사이의 경쟁은 일반적으로 쌍극자 생성을 결정합니다 .

희토류 자석에서 쌍극자 생성

HoCo 3 에 대해 조사된 전체 온도 범위에 걸쳐 자성 구조 매개변수의 온도 변화 . (A) 자기 모멘트와 c 축 사이의 각도(θ), (B) Ho 원자의 자기 모멘트, (C) Co 원자의 자기 모멘트 및 (D) 전체 구성 요소의 온도 의존성 HoCo 3 의 자기 모멘트 . (A)의 로마자는 그림 1C의 자기 구조 분류에 해당합니다. MHo-Tot(MCo-Tot), MHo-ab(MCo-ab) 및 MHo-c(MCo-c)는 Ho(Co) 원자의 총 자기 모멘트, ab의 Ho(Co) 원자 자기 모멘트를 나타냅니다. c 축의 평면 및 Ho(Co) 원자 자기 모멘트. MHoCo 3 -ab 및 MHoCo 3 -c는 HoCo 3 의 구성 요소를 나타냅니다.ab 평면과 c 축의 총 자기 모멘트. (E) 온도에 따른 특정 영역의 쌍결합 수 및 격자 매개변수 c. (F) HoCo 2 .8Fe 0.2 (양의 열 팽창, PTE) 및 HoCo 3 (음의 열 팽창, NTE) 의 격자 매개변수 c 비교 . 출처: Science Advances , doi: 10.1126/sciadv.adi1984

이번 연구에서 연구팀은 홀뮴-코발트 시스템 으로 구성된 벌크 금속 페리자성 화합물과 비교하여 격자의 음의 열팽창을 조사함으로써 광범위한 온도에 걸쳐 고밀도, 자발 자기 쌍천체의 안정화를 제안했습니다. [호(Co,Fe) 3 ]. 연구팀은 희토류 자석(HoCo 3 ) 내 자성 쌍천체의 안정성을 이해하기 위해 양의 열팽창과 음의 열팽창 메커니즘을 특성화하여 화합물을 비교 연구했다 . 실험 연구팀은 먼저 가변 온도 의존 중성자 분말 회절 측정을 수행하여 자성 화합물의 결정 및 자성 구조를 얻었습니다 . 그들은 다양한 온도 범위에 걸쳐 물질의 프로파일 강도가 뚜렷하게 변화하는 것을 확인했으며 복잡한 자기 구조 변화의 표현을 보여주었습니다. 송과 팀은 물질의 결정 구조를 결정하고 전이 금속 원자 코발트 (Co)와 함께 화합물을 구성하는 희토류 원소 홀뮴 (Ho) 의 자기 모멘트를 조사했습니다 . 페리자성체의 자기 모멘트는 온도 변화에 따라 회전하여 스핀 재배향(spin reorientation) 이라는 현상을 생성하여 자화 과정의 온도 의존성을 측정할 수 있게 되었습니다. 온도가 ~425K를 초과하면 자기 구조는 무질서한 상자성 상태를 가정합니다. 자기 구조의 결과는 모든 온도에서 중성자 분말 회절 데이터와 잘 들어맞습니다.

희토류 자석에서 쌍극자 생성

HoCo 3 의 고밀도 및 자발 자기 쌍천체 . (A ~ F) 제로 자기장에서 온도의 함수로서 HoCo 3 의 자구 진화에 대한 L-TEM 이미지 . (A)의 삽입은 c 축을 따라 선택된 영역 전자 회절 패턴을 보여줍니다. (G) 강도 전달 방정식 분석을 통해 얻은 (F)의 흰색 상자에서 가져온 단일 원형 도메인의 자화 분포; 색상과 흰색 화살표는 각각 자화의 크기와 방향을 나타내고 검은색 영역은 위쪽 또는 아래쪽 자화를 나타냅니다. (H 및 I) HoCo 3 에 대해 동일한 조건에서 두 번의 반복 실험에서 얻은 스커미온 분포를 보여주는 L-TEM 이미지 . 신용 거래:과학 발전 , doi: 10.1126/sciadv.adi1984

자기 모멘트 과학자들은 전체 온도 범위에 걸쳐 페리자성체의 자기적 및 구조적 매개변수의 온도 의존적 진화를 요약했습니다. 그들은 불협화음 격자 진동 으로 인해 온도가 증가함에 따라 자성 화합물의 단위 셀이 팽창한다는 점에 주목했습니다 . 그들은 또한 구성하는 홀뮴과 코발트 원자의 자기 성분과 총 자기 모멘트를 계산하기 위해 추가 중성자 분말 회절 연구를 수행했습니다. 연구팀은 첫 번째 원리를 통해 화합물의 밴드 구조와 밀도 상태를 계산함으로써 페리자성 홀뮴-코발트 시스템의 복잡한 자기 순서를 탐구했습니다. 많은 희토류 시스템과 마찬가지로 Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY) 상호 작용은 페리자성체의 복잡한 자성을 뒷받침합니다.

희토류 자석에서 쌍극자 생성

양의 열팽창을 갖는 등 구조 HoCo 2 .8Fe 0.2 에서는 스커미온이 관찰되지 않습니다 . (A~F) 제로 자기장에서 온도의 함수로서 자구 진화를 보여주는 L-TEM 이미지; 스커미온이 생성되지 않습니다. 이는 안정적인 스커미온 형성에 있어서 음의 열팽창 거동이 중요한 역할을 한다는 것을 나타냅니다. 출처: Science Advances , doi: 10.1126/sciadv.adi1984

격자 음의 열팽창과 양의 열팽창 비교

추가 실험 동안 송과 팀은 냉각 시 격자 음의 열팽창을 갖는 홀뮴-코발트 시스템의 회전 자기 모멘트를 보여주기 위해 중성자 분말 회절 분석을 수행했습니다. 제로 자기장에서 과학자들은 화합물의 다양한 자기 쌍천체를 보여주기 위해 온도 범위에 걸쳐 페리자석의 자구 구조를 이미지화했습니다. 그들은 비스키르미온의 스핀 텍스처를 반대 나선을 가진 두 개의 스커미온으로 구성된 것으로 간주했습니다. 자발적인 천공은 넓은 온도 범위에 걸쳐 매우 높은 밀도와 안정성을 나타냈습니다. 그들은 홀뮴-코발트 시스템의 격자 음의 열팽창과 안정적인 스커미온의 존재를 비교하여 철을 함유한 다른 화합물의 결과를 특성화하여 후자에서 양의 열팽창을 보여주었습니다.

연구팀은 홀뮴-코발트 시스템에서 비스키르미온이 나타나는 동일한 온도 범위에서 조사한 후자의 철 통합 화합물에서 어떤 스커미온도 관찰하지 못했습니다. 시야 이러한 방식으로 Yuzhu Song과 팀은 희토류 자석 내에서 쌍극자 이온이 안정화되는 동안 음의 열팽창을 확인함으로써 격자 확장의 일관성과 온도 감소로 인한 쌍극자 이온의 점진적인 증가를 탐구했습니다.

연구팀은 벌크 홀뮴-코발트 시스템에 자기장을 적용하지 않고도 넓은 온도 범위에 걸쳐 고밀도의 자발적인 자기 쌍천체를 얻었습니다 . 그들은 전체 실험 온도 범위에 걸쳐 중성자 분말 산란을 사용하여 화합물의 복잡한 자기 및 결정 구조를 결정했습니다. 결과는 희토류 금속 시스템의 넓은 온도 범위에 걸쳐 자발적인 고밀도 천공을 생성하는 확장된 메커니즘을 강조했습니다.

추가 정보: Yuzhu Song 외, 페리자석의 음의 열팽창에 의해 유도된 고밀도, 자발 자기 쌍천체, Science Advances (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adi1984 XZ Yu 외, 2차원 스커미온 결정의 실제 공간 관찰, Nature (2010). DOI: 10.1038/nature09124

저널 정보: Science Advances , Nature

https://phys.org/news/2023-09-generating-biskyrmions-rare-earth-magnet.html

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메모 2309180627 나의 사고

격자의 열팽창을 통해 페리자성체에 자기장이 없는 고밀도의 자발적인 자기 쌍천체를 형성은 샘플링 base를 oss를 통해 격자 팽창에 열역학적 역할을 함의한다.

자기 스커미온은 스핀트로닉스에 적용할 수 있는 유망하고 위상학적으로 보호된 qoms.qparticle 준입자로서 많은 주목을 받아왔다. 스커미온은 입자와 같은 특성을 지닌 작고 소용돌이치는 토폴로지 자기 여기이다. 그럼에도 불구하고 자기 스커미온의 안정성이 다중성 중첩(0,2)로 인해 매우 낮기 때문에 입자 밀도가 낮은 좁은 온도 범위에서만 존재할 수 있으므로 외부 자기장이 필요하므로 더 넓은 적용이 크게 제한된다. 허허.

No photo description available.

-Magnetic skyrmions have received much attention as promising, topologically protected quasiparticles with applications in spintronics. Skyrmions are small, swirling, topological magnetic excitations with particle-like properties. Nonetheless, the low stability of magnetic skyrmions means they can only exist in a narrow temperature range at low particle densities, requiring an external magnetic field, which greatly limits their wider application.

-In a new report published in Science Advances, Yuzhu Song and a team of researchers formed a high-density, spontaneous magnetic binary with no magnetic field in the ferrimagnet through thermal expansion of the lattice. Using neutron powder diffraction and Lorentz transmission electron microscopy measurements, the team pointed out a strong link between the atomic-scale ferrimagnetic structure of ferrimagnetic compounds and their nanoscale magnetic domains. Song and his team explored the important role that negative thermal expansion plays in the creation of binaries in ferrimagnetic compounds due to magneto-elastic coupling effects, comparing the material's behavior to positive thermal expansion. Skyrmion and non-skyrmion magnetism Skyrmions are nanoscale magnetic domain structures with topological protection.

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Memo 2309180627 My accident

The formation of a high-density, spontaneous magnetic twin without a magnetic field in a ferrimagnetic material through thermal expansion of the lattice implies a thermodynamic role in the lattice expansion through the sampling base.

Magnetic skyrmions have received much attention as promising, topologically protected qoms.qparticle quasiparticles with applications in spintronics. Skyrmions are small, swirling, topological magnetic excitations with particle-like properties. Nevertheless, since the stability of magnetic skyrmions is very low due to multiplicity superposition (0,2), they can only exist in a narrow temperature range with low particle densities and therefore require an external magnetic field, which greatly limits their wider application. haha.

Samplea.oms (standard)
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000ac0 f00bde
0c0fab 000e0d
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f000e0 b0dac0
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a0b00e 0dc0f0
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0f00d0 e0bc0a

sampleb. qoms (standard)
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Samplec.oss (standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca

.In order to open the 22nd century human scientific civilization, normal temperature and normal pressure superconductor lk99 version material is essential

22세기 인류 과학문명을 여는데 상온상압 초전도체 lk99 버전 물질이 반드시 필요하다

이번 논문의 이론적 배경을 제시한 김현탁 교수는 "LK-99의 납 아파타이트 구조는 외부 육각형과 내부 육각형으로 구성됐는데, 그중 내부 육각형은 삼각형 두개가 겹쳐진 구조"라면서 "이 삼각형의 일부 납 원자가 구리 원자로 치환되는데, 이 때 구리는 최외각에 한개의 홀을 갖는 금속이 된다"고 설명했다.

삼각형이 층층이 쌓인 가운데 삼각형을 구성하는 구리가 세로 축으로 연결된 1차원 금속이 만들어진다는 것. LK-99의 경우 임계온도 위에서는 금속이고 그 아래에서는 초전도체가 된다. 김 교수는 원자치환으로 인해 납 아파타이트 결정의 부피가 수축하면서 원자간의 거리가 좁혀지고, 그 결과 구리원자 사이에 터널전류가 발생하면서 초전도 현상이 일어난다고 해석했다. 연구진은 국제학술지 APL(Applied Physics Letters)에 제출한 논문도 학술지 측의 리뷰 리포트를 받은 후 수정해서 낼 예정이다.

퀀텀에너지연구소 연구진이 논문에 실은 LK-99 내부 구조. 그림 (a)에서 외부 육각형 구조 안에 있는 작은 육각형 구조가 두개의 삼각형이 겹쳐져 있는 구조이다. 이 삼각형을 이루는 납의 일부가 구리로 치환되면서 구리-산소-구리를 세로로 연결하는 1차원 초전도 구조가 만들어진다.