.){kind=link}
برای اولین بار، دانشمندان در آزمایشگاه یک حالت ماده را که مدت ها پیش بینی شده بود، اما قبلاً دیده نشده بود، کشف کردند. دانشمندان با پرتاب لیزر به شبکه فوق سردی از اتم‌های روبیدیم، اتم‌ها را به سوپ آشفته‌ای از عدم قطعیت کوانتومی موسوم به کوانتومی چگالی چرخش (مایع).
فرضیه وجود چگالی اسپین کوانتومی - حالت نادری از ماده که در آن نظم مغناطیسی دوربرد در دمای صفر شکل نمی‌گیرد - در سال 1973 مطرح شد. اما به تازگی بود که دانشمندان برای اولین بار یک مایع اسپین کوانتومی را در شرایط آزمایشگاهی مشاهده کردند.
قسمت "مایع" متعلق به الکترون هایی است که در دمای پایین دائماً در حال تغییر و نوسان درون ماده مغناطیسی هستند. برخلاف آهنرباهای معمولی، در این مورد، الکترون ها تثبیت نمی شوند و پس از سرد شدن در شبکه ساختار یافته جسم جامد ته نشین نمی شوند. اکنون که این وضعیت ثبت شده است، امید می رود که این کشف به توسعه کامپیوترهای کوانتومی قدرتمند سرعت ببخشد.
میخایلو لوکین، فیزیکدان کوانتومی از دانشگاه هاروارد در ماساچوست، می گوید: «این یک لحظه بسیار ویژه در این زمینه است. "شما در واقع می توانید این حالت عجیب و غریب را لمس کنید و حتی به آن ضربه بزنید، آن را دستکاری کنید تا خواص آن را درک کنید... این حالت جدیدی از ماده است که مردم قبلا هرگز قادر به مشاهده آن نبوده اند."
آهنرباهای معمولی حاوی الکترون هایی هستند که اسپین آنها در یک جهت به سمت بالا یا پایین است که باعث ایجاد مغناطیس می شود. در مایعات اسپین کوانتومی، یک الکترون سوم وارد می شود، بنابراین در حالی که دو اسپین مخالف یکدیگر را تثبیت می کنند، اسپین الکترون سوم تعادل را می شکند. این یک آهنربای "بی نظم" ایجاد می کند که در آن همه چرخش ها نمی توانند در یک جهت ثابت شوند.
برای ایجاد الگوی شبکه نامنظم خود، این تیم از یک شبیه ساز کوانتومی قابل برنامه ریزی ساخته شده در سال 2017 استفاده کردند. این شبیه ساز از یک برنامه کامپیوتری کوانتومی برای نگهداری اتم ها در اشکال دلخواه با لیزر - مانند مربع، مثلث یا لانه زنبوری - استفاده می کند و می تواند برای طراحی برهمکنش ها و فرآیندهای کوانتومی مختلف استفاده شود. این شبیه‌ساز از پرتوهای لیزری متمرکز برای چیدمان جداگانه اتم‌ها استفاده می‌کند و با چیدمان اتم‌های روبیدیم در شبکه‌ای با الگوی مثلثی، محققان توانستند آهنربایی ناپایدار با ویژگی‌های درهم تنیدگی کوانتومی ایجاد کنند - جایی که تغییرات در یک اتم همزمان است. با اتم درهم تنیده دوم
پیوندهای بین اتم ها نشان داد که چگالی اسپین کوانتومی واقعاً ایجاد شده است.
کوانتوم می گوید: "شما می توانید اتم ها را تا جایی که می خواهید فشار دهید، می توانید فرکانس لیزر را تغییر دهید، واقعاً می توانید پارامترهای طبیعت را به گونه ای تغییر دهید که در موادی که قبلاً این چیزها مورد مطالعه قرار گرفته اند نمی توانید انجام دهید." فیزیکدان سوبیر ساچدف از دانشگاه هاروارد. "در اینجا می توانید به هر اتم نگاه کنید و ببینید چه کاری انجام می دهد."
کامپیوترهای کوانتومی بر روی بیت‌های کوانتومی یا کیوبیت‌ها ساخته شده‌اند و امید می‌رود که سیال‌های اسپین کوانتومی به توسعه کیوبیت‌های توپولوژیکی کمک کنند که بهتر از نویز و تداخل خارجی محافظت شوند.
همچنین بخوانید: