Khám phá trạng thái mới của vật chất
- Thứ tư - 21/08/2019 17:09
- |In ra
- |Đóng cửa sổ này
“Nghiên cứu của chúng tôi thành công ở chỗ tìm ra bằng chứng thực nghiệm cho một trạng thái mới của vật chất – siêu dẫn topo,” Javad Shabani, một trợ lý giáo sư vật lý ở trường đại học New York nói. “Trạng thái topo mới này có thể điều khiển theo nhiều cách để tăng tốc độ tính toán trong điện toán lượng tử và tăng cường khả năng lưu trữ”.
Khám phá này, được tường thuật trên arXiv, được thực hiện với sự tham gia của Igor Zutic tại trường đại học Buffalo và Alex Matos-Abiague tại trường đại học liên bang Wayne.
Công trình tập trung vào điện toán lượng tử - một phương pháp có thể tạo ra các tính toán với các tốc độ nhanh hơn một cách đáng kể so với điện toán thông thường. Đạt được điều này bởi các máy tính thông thường xử lý các bit số trong hình thức 1 và 0 trong khi các bit máy tính lượng tử (qubits) lập bảng bất kể giá trị nào giữa 0 và 1, nâng năng lực và tốc độ xử lý dữ liệu theo hàm mũ.
Trong nghiên cứu này, Shabani và đồng nghiệp đã phân tích một chuyển pha của trạng thái lượng tử từ trạng thái thông thường của nó sang trạng thái topo, đo đạc lớp chắn năng lượng giữa các trạng thái này. Họ bổ sung điều này bằng việc đo đạc một cách trực tiếp các đặc tính của quá trình chuyển pha theo thứ tự của tham số chi phối pha siêu dẫn topo mới.
Tại đây, họ tập trung vào câu hỏi về các hạt Majorana, vốn là các phản hạt của chính nó – các chất với cùng khối lượng nhưng với điện tích trái dấu. Các nhà khoa học đã thấy giá trị trong các hạt Majorana bởi tiềm năng của chúng trong việc lưu trữ thông tin lượng tử trong một tính toán đặc biệt khi thông tin lượng tử được bảo vệ khỏi tiếng ồn môi trường. Dẫu vậy, không có vật chủ tự nhiên nào cho các hạt này, vẫn được biết đến với tên gọi hạt fermion Majorana. Kết quả, các nhà nghiên cứu đã thấy những nền tảng kỹ thuật, các hình thức mới của vật chất – trong đó có thể tiến hành được các tính toán lượng tử đó.
“Khám phá mới về tính siêu dẫn topo trong một nền tảng hai chiều đã mở đường cho một cách xây dựng các qubit topo có khả năng mở rộng không chỉ để lưu trữ thông tin lượng tử mà còn điều khiển được các trạng thái lượng tử không xảy ra lỗi”, Shabani nói.
Anh Vũ dịch