Квантовый компьютер увидел скрытые пары в материалах ⚡ экспресс
Модель Ферми–Хаббарда служит отправной точкой для моделирования многих сильно коррелированных материалов, включая высокотемпературные сверхпроводники. Обнаружение сверхпроводящих парных корреляций долгое время оставалось недоступным из-за их недиагонального характера, исключающего локальные измерения плотности, и сложности приготовления сверхпроводящих состояний. На квантовом компьютере Quantinuum Helios с ионными ловушками измерены значительные парные корреляции в трёх режимах модели Ферми–Хаббарда. А именно: неравновесное спаривание, индуцированное электромагнитным полем в наполовину заполненной квадратной решётке; d-волновое спаривание в приближённом основном состоянии модели «шахматной доски» при уровне допирования 1/6; и s-волновое спаривание в бислойной модели, релевантной для никелатных сверхпроводников. Эти результаты демонстрируют, что квантовый компьютер может надёжно создавать и исследовать физически значимые состояния со сверхпроводящими корреляциями, открывая путь к изучению сверхпроводимости с помощью квантовых вычислений.
Обычные провода: электроны толкаются, теряют энергию, нагреваются — это сопротивление. В сверхпроводниках часть электронов синхронизируется в пары, словно танцоры, которые кружатся без столкновений. Но пары прячутся: их нельзя увидеть прямо, лишь угадать по безупречной слаженности.
Учёные применили аналог спектроскопии (метод, определяющий вещество по его световому «отпечатку») на квантовом компьютере. Машина имитировала стандартную модель материала, названную в честь Энрико Ферми, и сработала как камера, проявляющая скрытые танцевальные пары. При охлаждении модели энтропия (мера беспорядка) падала, и пары становились чёткими.
Это шаг к сверхпроводимости без глубокого холода. Исчезнут потери в проводах, появятся левитирующие поезда, а медицинские томографы станут дешевле.
🎯 Квантовый компьютер изначально задумывался как симулятор квантовых систем. [scientist:Richard Feynman]Ричард Фейнман[/scientist] ещё в 1980-х утверждал, что для таких задач нужны квантовые устройства.
🎬 В фантастике «Аватар» добывают анобтаниум — сверхпроводник при комнатной температуре, делающий возможными невероятные технологии.