Квантовый микромир продолжает удивлять ученых сложностью и богатством своих состояний. Сильно взаимодействующие квантовые частицы являются основой таких фундаментальных явлений, как магнетизм и сверхпроводимость, однако до конца понять их природу удается далеко не всегда. Новая теоретическая работа, опубликованная в журнале Nature Communications, обещает пролить свет на эти процессы.
Исследовательская группа под руководством Франчески Ферлайно из Университета Инсбрука и Луки Барбьеро из Политехнического университета Турина разработала инновационную теоретическую базу.
С помощью продвинутых аналитических методов и численного моделирования они составили фазовую диаграмму, которая описывает сразу семь различных квантовых состояний.
Наибольший интерес для науки представляет так называемый топологический триплетный сверхпроводник. В этой экзотической фазе уникальным образом сочетаются два свойства: сверхпроводимость (способность транспортировать электрический заряд без каких-либо потерь энергии) и топологический порядок — специфическое квантовое состояние, обладающее высочайшей устойчивостью к внешнему шуму и помехам окружающей среды.
«Это экзотическое состояние материи, в котором топологический порядок и сверхпроводимость глубоко переплетены, ранее никогда не реализовывалось экспериментально, — подчеркивает ведущий автор исследования Леонардо Джакомелли. — Наш подход предоставляет конкретную платформу для воплощения этого в жизнь».
Поскольку топологические сверхпроводники считаются одними из самых перспективных кандидатов для создания надежных, защищенных от ошибок квантовых вычислительных систем, данное открытие может существенно ускорить развитие технологий «Квант 2.0».
Ранее ученые адаптировали классическую аналогию с котом Шредингера для работы с квантовыми системами.
