研究人员研究具有量子计算机潜力的新材料

作者 TPN/Lusa, in 技术中心, 学校, 科学 · 17-03-2021 20:00:00 · 0 评论

来自波尔图大学 (FCUP) 科学学院的研究人员是一个团队的一部分,正在研究类似于石墨烯的新三维材料,可用于量子计算机和传感器,于 3 月 16 日宣布。

FCUP在一份声明中解释说,新的三维(3D)材料是Dirac-Weyl半金属,这是一组在实验室生产的合成晶体,其电子特性可能允许它们用于"未来的计算机"。

"这些晶体是三维的,并呈现出一种罕见的特性:电子的行为就像它们没有质量一样",该机构澄清说。

这种被认为"比石墨烯更坚固"的材料,可能会对随机条件变得不敏感,例如杂质的存在。

文件中引用了FCUP的研究员João Pedro Pires的话,他说这种"罕见"的特性"对导电性有很多影响",因为它们是"极好的导体"。

"最初的理论研究是在假设晶体是完美的情况下进行的。同样的事情也曾发生在石墨烯上,但在2014年,人们首次提出疑问,当晶体有不完美时,电子的物理学是否会发生变化,众所周知,在真实的石墨烯样品中会发生这种情况。"他说。

为了回答晶体中的缺陷是否会使这种半金属变成传统金属,或者产生的杂质是否会破坏这些材料中的电子特性等问题,研究人员于2019年开始了这项研究。

正是在中佛罗里达大学(美国),葡萄牙研究人员作为博士生的一部分,也是这些材料被发现的地方,开始了理论研究。

在发表在美国《物理评论研究》杂志上的研究范围中,研究人员认为,这些半金属"对无序不稳定",在杂质存在的情况下,有一种"指数级的微小变化使其转变为正常金属"。

为此,使用两位FCUP研究人员在2018年开发的QuantumKITE软件是"根本",它可以对量子物质进行高效模拟。

现在的问题是,这类材料要应用于新的量子技术,"效应的小程度是否与之相关,是否使之不可行"。

从这个意义上说,下一步的研究是研究不同缺陷模型的效果,目的是"考虑到技术应用可能受到的限制,指导这些材料的生产优化"。

João Pedro Pires澄清说:"如果主要问题只在杂质方面,研究人员可以使用更清洁的房间来生产这些晶体。"他补充说,与量子计算机相关的挑战之一是它们对温度和杂质的"极大敏感性"。

这种敏感性也可以应用于新型传感器,如红外辐射或超快激光组件,在这些地方,这一因素具有很大的重要性。

这项研究始于2019年,最近发表的研究报告整合了来自米尼奥大学、约克大学(英国)、中佛罗里达大学(美国)、特温特大学(荷兰)和萨班西-图尔萨大学(土耳其)的研究人员。



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