(Nanowerk Nieuws) Onderzoekers van de University of California, Irvine en Los Alamos National Laboratory, publiceren in Nature Communications (“Controleerbare spanningsgestuurde topologische faseovergang en dominant oppervlakte-toestandstransport in HfTe5"), beschrijven de ontdekking van een nieuwe methode die alledaagse materialen zoals glas transformeert in materialen die wetenschappers kunnen gebruiken om kwantumcomputers te maken. “De materialen die we hebben gemaakt zijn stoffen die unieke elektrische of kwantumeigenschappen vertonen vanwege hun specifieke atomaire vormen of structuren”, zegt Luis A. Jauregui, hoogleraar natuurkunde en astronomie aan de UCI en hoofdauteur van het nieuwe artikel. “Stel je voor dat we glas, dat doorgaans als isolatiemateriaal wordt beschouwd, zouden kunnen transformeren in efficiënte geleiders, vergelijkbaar met koper. Dat is wat wij hebben gedaan.” Conventionele computers gebruiken silicium als geleider, maar silicium heeft grenzen. Kwantumcomputers kunnen helpen deze grenzen te omzeilen, en methoden zoals die beschreven in de nieuwe studie zullen ervoor zorgen dat kwantumcomputers een alledaagse realiteit worden. “Dit experiment is gebaseerd op de unieke mogelijkheden die we bij UCI hebben voor het kweken van hoogwaardige kwantummaterialen. Hoe kunnen we deze materialen, die slechte geleiders zijn, omzetten in goede geleiders?” zei Jauregui, die ook lid is van het Eddleman Quantum Institute van de UCI. “Dat is wat we in deze krant hebben gedaan. We hebben nieuwe technieken op deze materialen toegepast en we hebben ze getransformeerd tot goede geleiders.”
Een ‘buigstation’, een apparaat vervaardigd in het laboratorium van Luis Jaurequi, hoogleraar natuurkunde en astronomie aan de UCI, kan de elektrische eigenschappen van materialen op atomaire schaal veranderen. (Afbeelding: Steve Zylius / UCI) De sleutel, legde Jauregui uit, was het toepassen van de juiste soort spanning op materialen op atomaire schaal. Om dit te doen ontwierp het team een speciaal apparaat, een ‘buigstation’ genaamd, in de machinewerkplaats van de UCI School of Physical Sciences, waarmee ze grote spanning konden uitoefenen om de atomaire structuur van een materiaal genaamd hafniumpentatelluride te veranderen van een ‘triviaal’ materiaal. materiaal om te zetten in een materiaal dat geschikt is voor een kwantumcomputer. “Om dergelijke materialen te maken, moeten we ‘gaten prikken’ in de atomaire structuur”, zegt Jauregui. “Door spanning kunnen we dat doen.” “Je kunt de verandering van de atomaire structuur ook aan- of uitzetten door de spanning te controleren, wat handig is als je in de toekomst een aan-uitschakelaar voor het materiaal in een kwantumcomputer wilt creëren”, zegt Jinyu Liu, die de eerste is auteur van het artikel en een postdoctoraal onderzoeker die samenwerkt met Jauregui. “Ik ben blij met de manier waarop theoretische simulaties diepgaande inzichten bieden in experimentele observaties, waardoor de ontdekking van methoden voor het controleren van de kwantumtoestanden van nieuwe materialen wordt versneld”, zegt co-auteur Ruqian Wu, hoogleraar natuurkunde en adjunct-directeur van het UCI Center for Complexe en actieve materialen - een National Science Foundation Materials Research Science and Engineering Center (MRSEC). “Dit onderstreept het succes van gezamenlijke inspanningen waarbij diverse expertise op het gebied van grensverleggend onderzoek betrokken is.” "Ik ben blij dat ons team heeft kunnen aantonen dat deze ongrijpbare en veelgezochte materiële toestanden kunnen worden gemaakt", zegt Michael Pettes, co-auteur en wetenschapper van het Center for Integrated Nanotechnologies van het Los Alamos National Laboratory. “Dit is veelbelovend voor de ontwikkeling van kwantumapparaten, en de methodologie die we demonstreren is ook compatibel voor experimenten met andere kwantummaterialen.” Op dit moment bestaan kwantumcomputers slechts op een paar plaatsen, zoals in de kantoren van bedrijven als IBM, Google en Rigetti. “Google, IBM en vele andere bedrijven zijn op zoek naar effectieve kwantumcomputers die we in ons dagelijks leven kunnen gebruiken”, zegt Jauregui. “Onze hoop is dat dit nieuwe onderzoek ertoe bijdraagt dat de belofte van kwantumcomputers meer werkelijkheid wordt.”
- Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
- PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
- PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
- PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
- Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
- Bron: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64555.php
