俄羅斯量子中心科研人員*在室溫下獲得了磁性超導材料。有關專家認為,借助該技術未來可創(chuàng)建不需要復雜和昂貴冷卻裝置的量子計算機。相關研究發(fā)表在《科學報告》雜志上。
通常情況下,量子效應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。近年來,磁性超導材料吸引了科學家的注意。它是指含有磁性離子的超導材料,相關研究集中在磁性與超導性相互作用、兩者共存可能性等方面。早期對元素、合金和化合物的研究都認為,磁性和超導性不可能在同一材料中同時存在,因為磁性離子與導電電子自旋的交換作用會破壞超導態(tài)。在發(fā)現(xiàn)含磁性稀土原子的超導三元化合物后,相關研究才進一步發(fā)展。
磁性超導材料既可用于加速大型強子對撞機中的粒子,又可用于建造磁懸浮交通工具。目前磁性超導體的開發(fā)和批量生產中的主要問題是,需要使用復雜且昂貴的冷卻設備。
科學基金會的支持下,俄羅斯量子中心的研究人員*在室溫下獲得了磁性超導材料。相關實驗是在釔鐵石榴石單晶膜上進行的。該物質在某些溫度下具有自發(fā)磁化作用。在這種晶體中,準粒子可以更長久地保留其量子特性?茖W家已經證明,在強磁作用下磁振子(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,相當多的物質原子進入統(tǒng)計上不太可能的量子狀態(tài),結果,在宏觀尺度上觀察到了量子效應。
上述科研項目負責人、俄羅斯量子中心首席研究員尤里·布科夫稱,在室溫下獲得磁性超導材料的量子現(xiàn)象是科學家的夢想,但以往認為這無法在室溫下實現(xiàn)。然而,對釔鐵石榴石的研究表明,即使在較高溫度下,在這種物質中也可以觀察到磁性超導材料的量子效應。這一發(fā)現(xiàn)將能夠在不使用昂貴笨重的冷卻系統(tǒng)的情況下應用量子現(xiàn)象!斑@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算機!