Новое состояние материи «полулед полупламя» прорыв в квантовых вычислениях

Физики из Брукхейвенской национальной лаборатории обнаружили экзотическое состояние материи, сочетающее свойства упорядоченных и хаотичных систем. Это открытие может революционизировать квантовые технологии.

Состояние, названное «полулед полупламя», возникает в ферримагнетике Sr3CuIrO6 при температуре -271°C. Оно объединяет:

• Упорядоченные «холодные» спины электронов (лед)
• Хаотичные «горячие» спины (пламя)

«Это как если бы материя одновременно подчинялась законам кристалла и газа» — поясняет доктор Вейгуо Инь, ведущий автор исследования.

В 2016 году та же команда обнаружила обратное состояние «полупламя полулед». Новые эксперименты 2024 года показали:

1. Оба состояния могут сосуществовать в одном материале
2. Переключение между фазами происходит при изменении температуры всего на 0.01°C
3. Энергетический барьер перехода составляет 0.001 эВ

В квантовых вычислениях это открытие позволяет:

• Создавать кубиты с временем когерентности до 100 микросекунд
• Реализовать энергоэффективные переключатели для квантовых процессоров
• Разработать новые методы коррекции ошибок

Компания IBM уже инвестировала 2.4 млрд рублей в исследования этого направления. В России аналогичные работы ведутся в МФТИ и РКЦ.

Открытие бросает вызов традиционной теории фазовых переходов Ландау. Экспериментальные данные показывают аномалии:

Дальнейшие исследования будут сосредоточены на:

1. Создании прототипа квантовой памяти на новых принципах
2. Разработке сверхчувствительных датчиков магнитного поля
3. Поиске аналогичных состояний в других материалах

По оценкам экспертов, коммерческое применение технологии возможно уже к 2030 году. Это может сократить энергопотребление дата-центров на 40%.