วัสดุใหม่สำหรับทางหลวงควอนตัมจะไม่หยุดอิเล็กตรอน

นักวิจัยจาก Pritzker School of Molecular Engineering ของมหาวิทยาลัยชิคาโกได้สร้างใหม่

MnBi₆Te₁₀.สามารถใช้เพื่อสร้างทางหลวงควอนตัมที่จะใช้ในการทางหลวงอิเล็กตรอนดังกล่าวจะมีประโยชน์ในการเชื่อมต่อส่วนประกอบภายในของคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทรงพลังและประหยัดพลังงาน

เมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ตามแบบแผนลวดโลหะจะสูญเสียพลังงานเพียงเล็กน้อยในรูปของความร้อน คุณสมบัติภายในบางส่วนก็เปลี่ยนไปเช่นกัน ดังนั้น สายเหล่านี้จึงไม่สามารถใช้เชื่อมต่อส่วนต่างๆ ของคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่เข้ารหัสข้อมูลเกี่ยวกับคุณสมบัติควอนตัมของอิเล็กตรอนได้

ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบแล้วว่า MnBi₆Te₁₀ ทำหน้าที่เป็นตัวฉนวนโทโพโลยีแม่เหล็ก เคลื่อนที่อิเล็กตรอนไปรอบ ๆ เส้นรอบวงในขณะที่ยังคงรักษาพลังงานอิเล็กตรอนและคุณสมบัติของควอนตัม

"นี่เป็นก้าวสำคัญในการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมทอพอโลยี" นักวิทยาศาสตร์อธิบาย

ผู้เขียนการศึกษาใหม่ได้รับ MnBi₆Te₁₀ จากพนักงานของ 2D Crystal Consortium ที่มหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนีย นักฟิสิกส์จึงใช้วิธีการสองวิธีร่วมกัน ได้แก่ สเปกโทรสโกปีเปล่งแสงที่แก้ไขมุมและกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน เป้าหมายคือการค้นหาว่าอิเล็กตรอนมีพฤติกรรมอย่างไรใน MnBi₆Te₁₀ และการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนนั้นขึ้นอยู่กับสถานะแม่เหล็กอย่างไร

อ่านเพิ่มเติม:

ตั้งชื่อผลที่ตามมาจากพายุสุริยะสุดท้ายที่กระทบโลก

ผลกระทบมหาศาลจากวัตถุในอวกาศทำให้เกิดสนามแม่เหล็กของโลก

อุโมงค์ขนาดใหญ่ใต้วิหารอียิปต์ "ซ่อน" สิ่งประดิษฐ์ลึกลับ

บนหน้าปก:นักวิทยาศาสตร์ได้แสดงให้เห็นว่า MnBi₆Te₁₀ ซึ่งแสดงเป็นสีม่วง (เทลลูเรียม) สีน้ำเงิน (บิสมัท) และสีเขียว (แมงกานีส) สามารถทำหน้าที่เป็นฉนวนโทโพโลยีแม่เหล็ก โดยนำกระแสไฟฟ้า (สีน้ำเงิน) ไปตาม "ทางหลวงควอนตัม" โดยไม่สูญเสียพลังงานได้อย่างไร ผลการศึกษาพบว่าการทำงานร่วมกันของข้อบกพร่องของวัสดุต่างๆ เป็นกุญแจสำคัญในคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ของควอนตัม เครดิต: มหาวิทยาลัยชิคาโก