.Quantum Computing Breakthrough: New Fusion of Materials Has All the Components Required for a Unique Type of Superconductivity
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.Quantum Computing Breakthrough: New Fusion of Materials Has All the Components Required for a Unique Type of Superconductivity
양자 컴퓨팅의 획기적인 발전: 새로운 재료 융합은 독특한 유형의 초전도에 필요한 모든 구성 요소를 갖추고 있습니다
주제:강자성재료과학펜실베니아 주립대학교양자 컴퓨팅초전도 펜 스테이트(PENN STATE) 작성 2024년 2월 24일 추상 초전도 물질 물리학 예술 Penn State의 연구원들은 양자 컴퓨팅을 발전시키고 이론적 키랄 마요라나 입자를 탐색하는 데 중요한 새로운 형태의 초전도성을 가능하게 하는 획기적인 재료 융합을 도입했습니다. 그들의 연구는 자성 물질을 결합하면 어떻게 새로운 초전도성이 발생하여 키랄 토폴로지 초전도체 생성에 큰 도약을 이루고 잠재적으로 양자 컴퓨팅 연구에서 새로운 길을 열 수 있는지 보여줍니다.
-각각 특수한 전기적 특성을 지닌 새로운 재료 융합은 보다 강력한 양자 컴퓨팅의 기반을 제공할 수 있는 고유한 유형의 초전도성에 필요한 모든 구성 요소를 갖추고 있습니다 . Penn State 연구원이 이끄는 팀이 만든 새로운 재료 조합은 양자 컴퓨팅을 위한 또 다른 유망 구성 요소가 될 수 있는 키랄 마요라나(Majral Majoranas)로 알려진 신비한 이론적 입자와 유사한 물리적 동작을 탐색할 수 있는 플랫폼을 제공할 수도 있습니다.
새로운 연구는 최근 Science 저널에 게재되었습니다 . 이 연구는 연구원들이 현재 연구하고 있는 새로운 계면 초전도성을 실현하기 위한 중요한 단계라고 부르는 두 자성 재료를 어떻게 결합했는지 설명합니다. 키랄 토폴로지 초전도체의 역할 전기 저항이 없는 물질인 초전도체는 디지털 회로, 자기공명영상(MRI)의 강력한 자석, 입자 가속기 및 전기 흐름을 극대화하는 데 중요한 기타 기술에 널리 사용됩니다.
초전도체가 자기 위상 절연체(자성을 만들어 전자의 가장자리로의 이동을 제한하는 몇 원자 두께의 얇은 필름)라는 물질과 결합되면 각 구성 요소의 새로운 전기적 특성이 함께 작용하여 "키랄 위상 초전도체"를 생성합니다. 토폴로지, 즉 물질의 특수한 기하학과 대칭은 초전도체에서 고유한 전기 현상을 생성하여 토폴로지 양자 컴퓨터의 구축을 용이하게 할 수 있습니다. 양자 컴퓨터는 데이터를 1이나 0으로 저장하는 기존 컴퓨터와 달리 양자 컴퓨터의 양자 비트가 다양한 가능한 상태로 데이터를 동시에 저장하기 때문에 기존 컴퓨터에 비해 훨씬 짧은 시간에 복잡한 계산을 수행할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
토폴로지 양자 컴퓨터는 양자 시스템이 완벽하게 분리되지 않을 때 발생하는 정보 손실 또는 결맞음에 대해 컴퓨터를 견고하게 만들기 위해 전기적 특성이 구성되는 방식을 활용하여 양자 컴퓨팅을 더욱 향상시킵니다. 소재 조합의 혁신 "키랄 토폴로지 초전도체를 만드는 것은 광범위한 용도로 확장될 수 있는 위상학적 양자 계산을 향한 중요한 단계입니다."라고 Penn State의 Henry W. Knerr 초기 경력 교수이자 물리학 부교수이자 공동 교신 저자인 Cui-Zu Chang이 말했습니다.
-“키랄 위상학적 초전도에는 초전도성, 강자성, 위상적 질서라는 속성이라는 세 가지 요소가 필요합니다. 이번 연구에서 우리는 이 세 가지 특성을 모두 갖춘 시스템을 제작했습니다.” 연구진은 분자빔 에피택시(Molecular Beam Epitaxy)라는 기술을 사용하여 자성으로 만들어진 위상 절연체와 초전도성을 활용하기 위한 유망한 전이 금속인 철 칼코게나이드(FeTe)를 함께 쌓았습니다.
-토폴로지 부도체는 전자가 같은 방식으로 회전하는 자석의 일종인 강자성체인 반면, FeTe는 전자가 교대로 회전하는 반강자성체입니다. 연구진은 다양한 이미징 기술과 기타 방법을 사용하여 생성된 결합 물질의 구조와 전기적 특성을 특성화하고 물질 사이의 경계면에서 키랄 위상학적 초전도성의 세 가지 중요한 구성 요소가 모두 존재함을 확인했습니다.
초전도성과 강자성 탐구 해당 분야의 이전 연구는 초전도체와 비자성 위상 절연체를 결합하는 데 중점을 두었습니다. 연구원들에 따르면, 강자성체를 추가하는 것이 특히 어려웠습니다. “일반적으로 초전도성과 강자성은 서로 경쟁하기 때문에 강자성 물질 시스템에서 강력한 초전도성을 찾는 것은 드뭅니다.”라고 Penn State의 물리학 교수이자 논문의 공동 저자인 Chao-Xing Liu는 말했습니다. “그러나 이 시스템의 초전도성은 실제로 강자성에 대해 매우 강력합니다. 초전도성을 제거하려면 매우 강한 자기장이 필요합니다.” 연구팀은 이 시스템에 초전도성과 강자성이 공존하는 이유를 계속 탐구하고 있습니다.
-"우리는 초전도성이 아닌 두 개의 자성 물질을 가지고 있기 때문에 실제로 매우 흥미롭습니다. 그러나 우리는 그것들을 합치고 이 두 화합물 사이의 인터페이스가 매우 강력한 초전도성을 생성합니다"라고 Chang은 말했습니다. "철 칼코겐화물은 반강자성이며, 우리는 그것의 반강자성 특성이 경계면 주위에서 약화되어 새로운 초전도성을 발생시킬 것으로 예상합니다.
그러나 이것이 사실인지 확인하고 초전도 메커니즘을 명확히 하기 위해서는 더 많은 실험과 이론적 작업이 필요합니다." 마요라나 입자 연구의 잠재력 연구원들은 이 시스템이 1937년에 처음 가정된 이론적 아원자 입자인 마요라나 입자와 유사한 거동을 나타내는 물질 시스템을 찾는 데 유용할 것이라고 믿고 있다고 말했습니다. 마요라나 입자는 잠재적으로 반입자처럼 작용합니다. 양자 컴퓨터에서 양자 비트로 사용됩니다.
Chang은 “키랄 마요라나의 존재에 대한 실험적 증거를 제공하는 것은 위상학적 양자 컴퓨터를 만드는 데 중요한 단계가 될 것입니다.”라고 말했습니다. "우리 분야는 이러한 파악하기 어려운 입자를 찾으려고 노력하는 데 어려움을 겪었지만 이것이 마요라나 물리학을 탐구하기 위한 유망한 플랫폼이라고 생각합니다."
참고 자료: Hemian Yi, Yi-Fan Zhao, Ying-Ting Chan, Jiaqi Cai, Ruobing Mei, Xianxin Wu, Zi-Jie Yan, Ling-Jie Zhou, Ruoxi Zhang, Zihao Wang의 "자기 위상 절연체의 인터페이스 유도 초전도성" , Stephen Paolini, Run Xiao, Ke Wang, Anthony R. Richardella, John Singleton, Laurel E. Winter, Thomas Prokscha, Zaher Salman, Andreas Suter, Purnima P. Balakrishnan, Alexander J. Grutter, Moses HW Chan, Nitin Samarth, Xiaodong Xu, Weida Wu, Chao-Xing Liu 및 Cui-Zu Chang, 2024년 2월 8일, Science DOI : 10.1126/science.adk1270 연구 당시 Penn State의 연구팀에는 Chang과 Liu 외에도 박사후 연구원 Hemian Yi; 대학원생 Yi-Fan Zhao, Ruobing Mei, Zi-Jie Yan, Ling-Jie Zhou, Ruoxi Zhang, Zihao Wang, Stephen Paolini 및 Run Xiao; 재료 연구소 Ke Wang 및 Anthony Richardella의 연구 조교수; Evan Pugh 대학교 물리학 명예교수 Moses Chan; Verne M. Willaman 물리학 교수이자 재료 과학 및 공학 교수 Nitin Samarth. 연구팀에는 또한 Rutgers University의 Ying-Ting Chan과 Weida Wu가 포함되어 있습니다. 워싱턴 대학 의 Jiaqi Cai와 Xiaodong Xu ; 중국과학원의 Xianxin Wu; 국립고자기장연구소(National High Magnetic Field Laboratory)의 존 싱글턴(John Singleton)과 로렐 윈터(Laurel Winter); 국립표준기술연구소(National Institute of Standards and Technology)의 Purnima Balakrishnan 및 Alexander Grutter; 스위스 Paul Scherrer Institute의 Thomas Prokscha, Zaher Salman 및 Andreas Suter. 이 연구는 미국 에너지부의 지원을 받습니다. 추가 지원은 미국 국립과학재단(NSF), NSF가 자금을 지원하는 Penn State의 나노규모 과학을 위한 재료 연구 과학 및 엔지니어링 센터, 육군 연구 사무소, 공군 과학 연구 사무소, 플로리다 주 및 고든 앤 베티 무어 재단의 EPiQS 이니셔티브.
메모 2402251052 나의 사고실험 qpeoms 스토리텔링
우주 배경복사는 온도가 다양하게 색깔로 분포돼 있다. 이들이 우주의 경계에서 온도에 반응한다면 아마 색깔들은 선택적으로 흡수되어지거나 반사되어거나 무반응하여질 수 있다. 이는 물질의 등장과 사라지는 다양한 해석을 oms.edgeview에서 할 수 있다.
-A new fusion of materials, each with special electrical properties, has all the building blocks needed for a unique type of superconductivity that could provide the basis for more powerful quantum computing. A new combination of materials created by a team led by Penn State researchers could provide a platform to explore physical behavior similar to mysterious theoretical particles known as chiral Majoranas, which could be another promising building block for quantum computing. It may be possible.
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Memo 2402251052 My thought experiment qpeoms storytelling
The cosmic background radiation is distributed in various colors and temperatures. If they react to temperature at the edge of space, perhaps colors could be selectively absorbed, reflected, or unreacted. This allows various interpretations of the appearance and disappearance of materials in oms.edgeview.
Sample oms.vix.a (standard2)
2401030806
vix.a'6//vixx.a(b1,g3,k3,o5,n6)
b0acfd0000e0
000ac0f00bde
0c0fab000e0d
e00d0c0b0fa0
f000e0b0dac0
d0f000cae0b0
0b000f0ead0c
0deb00ac000f
ced0ba00f000
a0b00e0dc0f0
0ace00df000b
0f00d0e0bc0a
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