Ученые выяснили, что управление магнитным полем во времени позволяет создавать новые формы квантовой материи, которые невозможно получить в обычных условиях. По мнению исследователей, это открытие может стать основой для разработки более устойчивых квантовых технологий. Результаты работы опубликованы в журнале Physical Review B.
Исследование провела группа физиков под руководством Иэна Пауэлла из Калифорнийского политехнического государственного университета. Специалисты изучали поведение вещества на уровне атомов, электронов и фотонов. В ходе работы они установили, что строго заданное периодическое изменение магнитного поля позволяет формировать необычные квантовые состояния, отсутствующие в статичных материалах.
Такой подход получил название флоке-инжиниринга. Его суть заключается в управлении свойствами квантовой системы с помощью регулярных внешних воздействий. По словам Пауэлла, характеристики подобных систем определяются не только их составом, но и тем, как именно они меняются во времени.
Авторы исследования сообщили, что периодическое изменение магнитного поля приводит к появлению так называемых движимых квантовых фаз. Эти состояния не имеют прямых аналогов среди привычных материалов и отличаются повышенной устойчивостью к внешним помехам.
Одной из основных проблем современных квантовых технологий остается чувствительность к случайным воздействиям и шумам, которые нарушают работу систем. Исследователи пришли к выводу, что правильно подобранный режим изменения магнитного поля способен повысить стабильность квантовых состояний.
Кроме того, ученые обнаружили в таких системах математические закономерности, характерные для более сложных многомерных структур. Это позволяет использовать относительно простые установки для моделирования сложных физических процессов.
Практическое применение разработки связывают прежде всего с развитием квантовых вычислений и технологий моделирования. Магнитные поля уже применяются для управления кубитами — базовыми элементами квантовых компьютеров, а новый метод может расширить возможности контроля над такими системами.
Исследователи подчеркивают, что до промышленного внедрения технологии пока далеко. Для этого потребуются дополнительные эксперименты и адаптация подхода к реальным устройствам. Тем не менее полученные результаты, по мнению авторов работы, открывают перспективы для создания более надежных квантовых технологий в будущем.
Читайте также: