Ученые впервые получили стабильную экситонную жидкость в двумерном устройстве. Объясняем, чем этот конденсат отличается от предыдущих аналогов и как открытие приближает создание энергоэффективных квантовых процессоров.
Ученые из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли совершили прорыв в квантовой физике, создав стабильный конденсат Бозе — Эйнштейна (БЭК) из экситонов внутри ультратонкого полупроводникового устройства. В отличие от предыдущих аналогов, требующих сверхнизких температур вакуума, этот «квантовый суп» сохраняет стабильность при температуре −271,15 °C и может переключаться между различными состояниями с помощью обычного магнита, пишет Phys.org.
Десятилетиями физики пытались создать макроскопический квантовый конденсат из экситонов — парных связок электронов и «дырок» — положительных зарядов. Главная сложность заключалась в том, что такие пары обычно живут не более миллиардной доли секунды, исчезая прежде, чем успевают образовать единое квантовое состояние. Чтобы обойти это ограничение, исследователи разработали двумерное полупроводниковое устройство, где экситоны находятся в основном, а не возбужденном состоянии. Это позволило частицам достичь теплового равновесия и сформировать стабильную «экситонную жидкость».
Используя метод магнитооптической спектроскопии при температурах, близких к абсолютному нулю, научная группа обнаружила, что конденсат остается стабильным до температуры −271,15 °C. Хотя по земным меркам это все еще экстремальный холод, для квантовых систем это огромный шаг вперед, делающий технологию потенциально более практичной.
Источник: hi-tech.mail.ru