.){kind=link}
เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบสถานะของสสารที่คาดการณ์มายาวนาน แต่ไม่เคยมีใครเห็นมาก่อนในห้องปฏิบัติการ โดยการยิงเลเซอร์ที่ตาข่ายเย็นเฉียบของอะตอมรูบิเดียม นักวิทยาศาสตร์ได้บังคับอะตอมให้กลายเป็นซุปเลอะเทอะของความไม่แน่นอนของควอนตัมที่รู้จักกันในชื่อ ควอนตัม ความหนาแน่นของการหมุน (ของเหลว).
สมมติฐานของการมีอยู่ของความหนาแน่นของสปินควอนตัม ซึ่งเป็นสถานะของสสารที่หายากซึ่งลำดับแม่เหล็กระยะยาวไม่ได้ก่อตัวที่อุณหภูมิศูนย์ ถูกเสนอขึ้นในปี 1973 แต่เมื่อไม่นานมานี้เองที่นักวิทยาศาสตร์ได้สังเกตเห็นของเหลวสปินควอนตัมในสภาพห้องปฏิบัติการเป็นครั้งแรก
ส่วน "ของเหลว" เป็นของอิเล็กตรอนที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาและแกว่งไปมาภายในวัสดุแม่เหล็กที่อุณหภูมิต่ำ ต่างจากแม่เหล็กทั่วไป ในกรณีนี้ อิเลคตรอนจะไม่เสถียรและไม่ตกตะกอนในโครงตาข่ายของตัวของแข็งเมื่อเย็นตัวลง ตอนนี้สถานะนี้ได้รับการบันทึกไว้แล้ว หวังว่าการค้นพบนี้จะช่วยเร่งการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมอันทรงพลัง
"นี่เป็นช่วงเวลาที่พิเศษมากในสาขานี้" นักฟิสิกส์ควอนตัม Mykhailo Lukin จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดในแมสซาชูเซตส์กล่าว "คุณสามารถสัมผัสและกระทั่งโผล่เข้ามาในสภาวะที่แปลกใหม่นี้ จัดการมันเพื่อทำความเข้าใจคุณสมบัติของมัน ... มันเป็นสถานะใหม่ของสสารที่ผู้คนไม่เคยสังเกตมาก่อน"
แม่เหล็กทั่วไปประกอบด้วยอิเล็กตรอนที่มีการหมุนไปในทิศทางเดียวกันขึ้นหรือลงที่สร้างสนามแม่เหล็ก ในของเหลวสปินควอนตัม จะมีการแนะนำอิเล็กตรอนตัวที่สาม ดังนั้นในขณะที่สปินตรงข้ามกันสองสปินทำให้กันและกันเสถียร สปินของอิเล็กตรอนตัวที่สามจะทำลายสมดุล สิ่งนี้จะสร้างแม่เหล็กที่ "ไม่เป็นระเบียบ" ซึ่งการหมุนทั้งหมดไม่สามารถทำให้เสถียรในทิศทางเดียวกันได้
เพื่อสร้างรูปแบบแลตทิซที่ไม่เป็นระเบียบของตัวเอง ทีมงานได้ใช้เครื่องจำลองควอนตัมที่ตั้งโปรแกรมได้ซึ่งสร้างขึ้นในปี 2017 เครื่องจำลองนี้ใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ควอนตัมเพื่อเก็บอะตอมในรูปทรงต่างๆ ด้วยเลเซอร์ เช่น สี่เหลี่ยม สามเหลี่ยม หรือรังผึ้ง และสามารถใช้ออกแบบปฏิกิริยาและกระบวนการควอนตัมต่างๆ เครื่องจำลองนี้ใช้ลำแสงเลเซอร์ที่โฟกัสอย่างแน่นหนาเพื่อจัดเรียงอะตอมแยกกัน และโดยการจัดเรียงอะตอมของรูบิเดียมในโครงตาข่ายที่มีลวดลายสามเหลี่ยม นักวิจัยก็สามารถสร้างแม่เหล็กที่ไม่เสถียรด้วยคุณสมบัติของควอนตัมพัวพัน ซึ่งการเปลี่ยนแปลงในอะตอมหนึ่งเกิดขึ้นพร้อมกัน กับอะตอมพัวพันที่สอง
พันธะระหว่างอะตอมบ่งชี้ว่ามีการสร้างความหนาแน่นของการหมุนควอนตัมขึ้นจริง
"คุณสามารถผลักอะตอมได้มากเท่าที่ต้องการ คุณสามารถเปลี่ยนความถี่ของเลเซอร์ได้ คุณสามารถเปลี่ยนพารามิเตอร์ของธรรมชาติได้อย่างแท้จริงในแบบที่คุณไม่สามารถทำได้ในวัสดุที่เคยศึกษาสิ่งเหล่านี้มาก่อน" ควอนตัมกล่าว นักฟิสิกส์ Subir Sachdev จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด "ที่นี่คุณสามารถดูแต่ละอะตอมและดูว่ากำลังทำอะไรอยู่"
คอมพิวเตอร์ควอนตัมสร้างขึ้นจากควอนตัมบิตหรือคิวบิต และหวังว่าของเหลวสปินควอนตัมจะช่วยพัฒนาคิวบิตเชิงทอพอโลยีที่ได้รับการปกป้องจากเสียงรบกวนและการรบกวนจากภายนอกได้ดียิ่งขึ้น
อ่าน: