Objev Planckian Time Limit nabízí nové příležitosti pro kvantové technologie.
Spolupracující tým vědců v Japonsku identifikoval „těžké fermiony“ – elektrony s výrazně zvýšenou efektivní hmotou – které zobrazují kvantové zapletení ovládané Plancanským časem, základní jednotku času v kvantové mechanice. Tento průlom navrhuje nové možnosti pro použití těchto efektů v materiálech v pevném stavu k rozvoji vývoje kvantových počítačů nové generace.
Objeví se těžké fermiony, když vodivé elektrony v materiálu silně interagují s lokalizovanými magnetickými elektrony, což způsobuje dramatické růst jejich účinné hmoty. Toto chování vytváří neobvyklé vlastnosti, včetně nekonvenční supravodivosti, což z něj činí hlavní zaměření ve fyzice kondenzované hmoty. Sloučenina zkoumaná v této studii, ceru-rhodium-cín (CERHSN), je součástí rodiny těžkých fermionových systémů charakterizovaných kvazi-kagomovou mřížkovou strukturou, která je pozoruhodná pro jeho geometrické frustrační účinky.
Experimentální nálezy v CERHSN
Výzkumný tým zkoumal elektronické vlastnosti CERHSN, materiálu rozpoznaného za to, že vykazoval chování kapaliny bez Fermi při relativně vysokých teplotách.
Podrobná měření jeho odrazivosti spektra potvrdila, že toto neobvyklé chování přetrvává téměř až do teploty místnosti, přičemž těžká životnost elektronů se blíží k plackovskému limitu. Spektrální vzorce, které mohou být reprezentovány jedinou matematickou funkcí, poskytují silný důkaz, že těžké elektrony v CERHSN jsou kvantové zapletené.
Důsledky pro kvantové výpočetní techniky
Dr. Shin-Ichi Kimura z University of Osaka, který vedl výzkum, vysvětluje: „Naše zjištění ukazují, že těžké fermiony v tomto kvantovém kritickém stavu jsou skutečně zapleteny, a toto zapletení je kontrolováno plankianským časem. Toto přímé pozorování je významným krokem porozumění komplexnímu vhradnění a těžkým chováním.“
Quantum zapletení je klíčovým zdrojem pro kvantové výpočetní techniky a schopnost ovládat a manipulovat v materiálech v pevném stavu, jako je CERHSN, nabízí potenciální cestu k novým kvantovým výpočetním architekturám. Planckianský časový limit pozorovaný v této studii poskytuje klíčové informace pro navrhování takových systémů.
Další výzkum těchto zapletených států by mohl revolucionizovat kvantové zpracování informací a odemknout nové možnosti v kvantových technologiích. Tento objev nejen zvyšuje naše chápání silně korelovaných elektronových systémů, ale také připravuje cestu pro potenciální aplikace v kvantových technologiích nové generace.
Odkaz. 2025, Npj kolik materiálů.
Doi: 10.1038/s41535-025-00797-w
Financování: Japonská společnost pro propagaci vědy
Nikdy nezmeškáte průlom: Připojte se k zpravodaji Scitechdaily.
