Физики нашли кладезь материалов для квантового компьютера
Новый метод моделирования выдал сразу три кандидата на лучший материал для квантовых компьютеров.
Новые теоретические методы, созданные учеными, могут использоваться для выявления особенно перспективных кандидатов из огромного числа возможных материалов. Измерения в Венском техническом университете показали, что материалы, смоделированные по новой методике, действительно обладают требуемыми свойствами. Это важный шаг вперед в исследованиях квантовых материалов. Результаты теперь опубликованы в журнале Nature Physics.
Топологические полуметаллы
Рассчитать поведение всех сильно взаимодействующих электронов в материале невозможно — ни один суперкомпьютер в мире не способен на это. Но, основываясь на предыдущих исследованиях, теперь стало возможным разработать принцип моделирования, который использует упрощенные модельные вычисления, дополняя их математическими соображениями симметрии и информацией из баз данных известных материалов.
«Новое моделирование подсказало нам три кандидата, а затем мы изготовили один из этих материалов и измерили его в нашей лаборатории при низких температурах, — говорит Силке Бюлер-Пашен. — И действительно, первые измерения показывают, что это высококоррелированный топологический полуметалл — первый, который был предсказан на теоретической основе с использованием компьютера».
Важным ключом к успеху было разумное использование симметрий системы: «Мы постулировали, что сильно коррелированные возбуждения все еще подчиняются требованиям симметрии. Благодаря этому я могу многое рассказать о топологии системы, не прибегая к вычислениям ab initio, которые часто используются, но особенно сложны для изучения сильно коррелированных материалов, — говорит Чимяо Си из Университета Райса. — Все указывает на то, что мы нашли надежный способ идентификации материалов, обладающих нужными нам свойствами».