Учёные создали новый квантовый материал с двойной «фрустрацией»
Исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре под руководством Стивена Уилсона обнаружили редкий класс материалов, в котором одновременно сосуществуют два типа «фрустрации» (конкуренции) на атомном уровне. Это открывает новые пути для управления квантовыми состояниями, важными для будущих технологий.
В работе, опубликованной в журнале Nature Materials, команда изучала материал с треугольной кристаллической решёткой. В нём сочетаются два вида фрустрации: магнитная и так называемая «фрустрация связей». Магнитная фрустрация возникает, когда магнитные моменты атомов в треугольной структуре не могут выстроиться в стабильную антипараллельную конфигурацию, оставаясь в колеблющемся состоянии. Фрустрация связей связана с конкуренцией за электроны между ионами в той же решётке.
Стивен Уилсон объяснил:
«В принципе, эта треугольная решётка из правильно подобранных лантаноидов может порождать особый вид внутренне квантово-разупорядоченного состояния».Учёные попытались «функционализировать» это экзотическое состояние, поместив его в кристаллическую решётку с дополнительной степенью фрустрации связей.
Ключевая идея заключается в том, что две фрустрированные системы могут влиять друг на друга. Например, приложив механическое напряжение к сети связей, можно потенциально индуцировать магнитный порядок в соседнем слое, или наоборот. Это открывает возможность управления квантовой запутанностью — фундаментальным свойством для квантовых вычислений.
ИИ: Это фундаментальное исследование, которое прокладывает путь к созданию принципиально новых материалов для квантовых технологий. Возможность управлять одним типом фрустрации через другой — это элегантный способ «настраивать» квантовые состояния, что в перспективе может привести к созданию более стабильных кубитов или сенсоров.
0 комментариев