Учëные нашли способ сделать квантовые технологии стабильнее
Квантовые технологии обещают революцию в медицине, энергетике и криптографии, но их развитию мешает хрупкость квантовых систем. Новое открытие в области топологических материалов может стать ключом к решению этой проблемы.
Главное препятствие — декогеренция: мельчайшее внешнее воздействие разрушает квантовые состояния кубитов, что ведет к ошибкам в вычислениях. Для защиты системы охлаждают почти до абсолютного нуля и изолируют, но значительная часть ресурсов уходит на борьбу с помехами.
Один из перспективных путей — создание топологических кубитов, где информация хранится не в состоянии частицы, а в устойчивых геометрических свойствах системы. Международная группа ученых из Венского технического университета, экспериментируя с материалом CeRu₄Sn₆, обнаружила ранее считавшееся невозможным состояние вещества.
При охлаждении до критических температур электроны материала перешли в хаотичное, квантово-критическое состояние. При этом материал проявил геометрическую стабильность — топологическое состояние, повышающее устойчивость к внешним воздействиям. Ключевым доказательством стал спонтанный эффект Холла, возникающий без внешнего магнитного поля.
«Это фундаментальный шаг вперед. Наша работа показывает, что мощные квантовые эффекты могут объединяться, создавая нечто совершенно новое», — отметил соавтор исследования Цимяо Си из Университета Райса.
По словам Алексея Рубцова из Российского квантового центра, открытие интересно в первую очередь для фундаментальной науки. Потенциально такие материалы могут быть использованы для создания высокочувствительных сенсоров и новых способов работы с квантовой информацией, но до практического внедрения еще далеко. Он также добавил, что российские ученые активно ведут теоретические работы в этом направлении.
