В трех отдельных исследованиях, появляющихся в этом месяце по своей природе, Научные Достижения и Материалы Природы, исследователи UCI и коллеги от УКА Беркли, Национальной лаборатории Лоуренса Беркли, Принстонского университета, Фуданьского университета и Университета Мэриленда исследовали физику позади 2-х государств новых материалов и решили, что они могли выдвинуть компьютеры к новым высотам скорости и власти.Общие нити, пробегающие бумаги, – то, что исследование проводится при чрезвычайно низких температурах и что перевозчики сигнала во всех трех исследованиях не электроны – как с традиционными основанными на кремнии технологиями – но фермионы Дирака или Мэджораны, частицы без массы, которые перемещаются в почти скорость света.
«Наконец, мы можем взять экзотические, высококачественные теории в физике и сделать что-то полезным», сказал адъюнкт-профессор UCI физики & астрономии Цзин Ся, соответствующий автор на двух из исследований. «Мы исследуем возможность создания топологических квантовых компьютеров [в настоящее время теоретических] в течение следующих 100 лет».Одна из ключевых проблем такого исследования обращается и анализирует миниатюрные материальные образцы, всего два атома, толстые, несколько микронов длиной и несколько микронов через. Лаборатория Ся в UCI оборудована волоконной оптикой микроскоп интерферометра Саньяка, который он построил. (Единственный другой существующий – в Стэнфордском университете, собранном Ся, когда он был аспирантом там.) Запрос его самый чувствительный магнитный микроскоп в мире, Ся сравнивает его с телескопом, который орнитолог в Ирвине мог использовать, чтобы осмотреть глаз птицы в Нью-Йорке.«Эта машина – идеальный инструмент измерения для этих открытий», сказал аспирант UCI Алекс Стерн, ведущий автор на двух из бумаг. «Это – самый точный способ оптически измерить магнетизм в материале».
В исследовании, которое будет издано 24 апреля по своей природе, исследователи детализируют свое наблюдение – через интерферометр Саньяка – магнетизма в микроскопической пластинке теллурида германия хрома. Комплекс, который они создали, рассматривался в минус 387 градусов по Фаренгейту.
CGT – кузен графена, супертонкого атомного углеродного фильма. Начиная с его открытия графен считали потенциальной заменой для кремния в компьютерах следующего поколения и других устройствах из-за скорости, на которой электронные сигналы несутся через ее почти совершенно плоскую поверхность.Но есть выгода: Определенные компьютерные компоненты, такие как память и системы хранения, должны быть сделаны из материалов, у которых есть и электронные и магнитные свойства.
У графена есть первый, но не последний. У CGT есть оба.
Его лаборатория также использовала интерферометр Саньяка для исследования, опубликованного в Научном Предварительном исследовании, что происходит в точном висмуте момента, и никель сведены друг с другом – снова при очень низкой температуре (в этом случае, минус 452 градуса по Фаренгейту). Ся сказал свою команду, найденную в интерфейсе между этими двумя металлами «экзотический сверхпроводник что симметрия аннулирования времени разрывов».«Предположите, что Вы поворачиваете время вспять, и чашка красного чая становится зеленой.
Это не сделало бы этот чай очень экзотичным? Это действительно экзотично для сверхпроводников», сказал он. «И это – первый раз, когда это наблюдалось в 2-х материалах».Перевозчики сигнала в этом 2-м сверхпроводнике – фермионы Majorana, которые могли использоваться для операции по тесьме, которой верят теоретики, жизненно важно для квантового вычисления.
«Проблема теперь должна попытаться достигнуть этого при нормальных температурах», сказал Ся. Третье исследование показывает обещание в преодолении того препятствия.В 2012 лаборатория Ся поставила Управлению перспективного планирования оборонных научно-исследовательских работ радиочастотный генератор, построенный вокруг самария hexaboride.
Вещество – изолятор на внутренней части, но позволяет ток переноса сигнала, сделанный из фермионов Дирака течь свободно на его 2-й поверхности.Используя специальный аппарат, построенный в лаборатории Ся – также одном из только двух в мире – исследователи UCI применили растяжимое напряжение к самарию hexaboride образец и продемонстрировали в исследовании Материалов Природы, что они могли стабилизировать 2-е поверхностное государство в минус 27 градусов по Фаренгейту.
«Хотите верьте, хотите нет, это более горячо, чем некоторые части Канады», Ся язвительно заметил. «Эта работа – большой шаг к развитию будущих квантовых компьютеров при почти комнатной температуре».