量子行為是一種奇怪的,脆弱的事物,在現實邊緣,可能性和絕對宇宙之間徘徊。在那個數學中,量子計算;可以快速解決算法的設備的承諾,這些算法將使經典計算機太長時間處理。
目前,量子計算機僅限於顆粒為顆粒的絕對零(-273攝氏度)的涼爽房間不太可能滾出其關鍵量子狀態。
突破這個溫度屏障開發仍在室溫下仍表現出量子特性的材料長期以來一直是目標量子計算。儘管低溫有助於防止粒子的特性崩潰的可能性,但設備的批量和費用限制了它們的潛力和能力,以縮放範圍以供一般使用。
在一次最新嘗試中,來自德克薩斯大學的一組研究人員,埃爾帕索(El Paso)開發了一種高磁性量子計算材料,該材料在室溫下保留了磁性,並且不包含任何高需求稀土礦物質。
“我真的很懷疑它的磁性,但我們的結果顯然顯示出超級磁性的行為,”說艾哈邁德·埃爾·根迪(Ahmed El-Gendy),德克薩斯大學埃爾帕索(El Paso)的高級作家兼物理學家。
超級磁學是一種可控的磁性形式,可以應用外部磁場將材料的磁矩對齊並磁化。
像El-Gendy及其同事開發的材料一樣,分子磁鐵具有回到前面作為創建的一種選擇Qubits,量子信息的基本單位。
磁鐵已經在我們當前的計算機中使用了,它們一直掌控Spintronics,除了電子電荷以編碼數據外,還使用電子旋轉方向的設備。
量子計算機可能是接下來的,帶有磁性材料引起旋轉量子:成對的粒子,例如電子旋轉的電子,儘管暫時是在量子水平上連接的。
意識到對電池中使用的稀土礦物的需求,El-Gendy及其同事使用已知氨基酸世和石墨烯。
只有研究人員以一系列步驟合成材料,而不是一次添加所有復合成分時,該材料才在室溫下表現出其磁性。
順序合成方法將兩片石墨烯氧化石墨烯之間的氨基循環夾在一起,並產生的材料比純鐵高100倍。進一步的實驗證實了材料在室溫下和高於室溫下保留其磁性。
“這些發現的開放式室溫途徑是室溫長階分子磁鐵及其量子計算和數據存儲應用的潛力,” El-Gendy及其同事在發表論文中寫。
當然,需要對這種新材料進行更多測試,以查看結果是否可以復制由其他團體。但是,在這個分子磁鐵領域的進展令人鼓舞,並提供了創建穩定Qubits的另一個有前途的選擇。
2019年,西班牙瓦倫西亞大學的材料科學家Eugenio Coronado,寫:“在具有長量子相干時間和實施量子操作的分子自旋矩時,達到的里程碑已經提高了對在量子計算中使用分子自旋量子的期望。”
最近,在2021年,研究人員開發了一種超薄的磁性材料只有一個原子厚。為了進行量子計算的目的,它不僅可以對其磁強度進行微調,而且還可以在室溫下工作。
該研究已發表在應用物理字母。