Електроните стават стотици пъти по-тежки и по-заплетени, което е добре
Откритието може да докара до гражданска война в архитектурата на квантовите калкулации.
Японски физици направиха пробив в региона на квантовата физика, който може да докара до основаването на кардинално нов вид квантови компютри. Учените са следили за първи път неочакван феномен – електрони със доста увеличена маса, които се намират в положение на квантова усложненост и се подчиняват на най-фундаменталната времева канара във Вселената.
Учените са изследвали специфичен материал – сплав от церий, родий и калай, в който елементарните електрони се държат по извънредно необикновен метод. Когато електроните в този материал взаимодействат с магнитните частици, тяхната ефикасна маса се усилва стотици пъти. Тези „ усложнени “ електрони се назовават тежки фермиони и демонстрират изумителни свойства, в това число способността за свръхпроводимост при необикновени условия.
Най-интересното изобретение е, че тези тежки електрони са квантово заплетени – т.е. свързани са с невидима квантова връзка, която им разрешава да си въздействат незабавно един на различен без значение от дистанцията. В същото време държанието им се дефинира от времето на Планк – най-краткият откъслек от време, който има физически смисъл във Вселената.
Д-р Шин’ичи Кимура от Университета в Осака, който е началник на проучването, изяснява смисъла на откритието:
„ За първи път непосредствено показахме, че тежките фермиони в действителност са в объркано положение и това усложнение се управлява от времето на Планк. Това е значима стъпка към разбирането на комплицираното взаимоотношение сред квантовото усложнение и държанието на тежките фермиони. “
Това, което е изключително поразително, е, че необикновените свойства на материала се резервират при температури, близки до стайната. Обикновено квантовите резултати се следят единствено при извънредно ниски температури, което слага съществени механически спънки пред практическите приложения. Новото изобретение може да промени тази обстановка.
Квантовото усложнение е в основата на квантовите компютри, които могат да вземат решение избрани задания експоненциално по-бързо от стандартните компютри. Възможността да се управляват и употребяват заплетените положения в твърди материали отваря вратата към напълно нови квантови компютърни архитектури.
Откритията, оповестени в списание npj Quantum Materials, освен задълбочават разбирането ни за фундаменталните процеси в квантовата физика, само че и слагат основите на революционни квантови технологии на бъдещето. По-нататъшното проучване на такива заплетени положения може да промени радикално методите към обработката на квантовата информация и да приготви почвата за създаване на по-ефективни и налични квантови компютри, способни да работят при температура, близка до стайната.
Фа прибавим, че през идващите пет години финансовият свят може да се изправи пред невиждана опасност – квантовите компютри ще могат да разбият съществуващите способи за криптиране. Денят, в който нормалните способи за отбрана на данните към този момент няма да работят, специалистите към този момент нарекоха Q-ден. За разлика от последователното развиване на обичайните цифрови закани, софтуерният пробив може да се случи ненадейно, което прави подготовката за него изключително сложна задача.
