Magneetteja huonelämpöiseen kvanttilaskentaan

"Jotta kvanttitietokoneet saadaan toimimaan, emme voi käyttää niitä huoneenlämmössä", kertoo fysiikan apulaisprofessori Ahmed El-Gendy Texasin El Pason yliopistosta.

Mutta nyt Texasin El Pason yliopiston fyysikot uskovat tehneensä suuren harppauksen kvanttitietokoneiden jäähdytyksen suhteen.

El-Gendyn johtama tiimi on kehittänyt erittäin magneettisen kvanttilaskentamateriaalin – 100 kertaa magneettisempaa kuin puhdas rauta – joka toimii normaalissa lämpötilassa.

Kvanttitietokoneissa magneetteja käytetään lisäämään nopeutta, Ahmed sanoi, mutta niiden vahvat magneettiset ominaisuudet toimivat vain alhaisessa lähes absoluuttisissa lämpötiloissa.

Vuodesta 2019 lähtien tutkijatiimi on työskennellyt luodakseen kokonaan uusia magneettisia materiaaleja kvanttilaskentaan. Normaalilämpötilojen lisäksi tiimi on keskittynyt magneetteihin, joita ei ole valmistettu harvinaisista maametallimateriaaleista.

"Kaikki magneetit ovat tällä hetkellä valmistettu harvinaisista maametallimateriaaleista joista meillä on pulaa", El-Gendy sanoi. ”Kohtaamme pian ongelman, kun meillä ei ole näitä materiaaleja magneettien tekemiseen millekään toimialalle. Kuvittele, jos pääsemme siihen pisteeseen."

Useiden vuosien yrityksen ja erehdyksen jälkeen tutkijatiimin ponnistelut tuottivat tulosta. Lopullinen voittaja oli sekoitus tunnetuista materiaaleista aminoferroseenia ja grafeenia – ja El-Gendyn yllätykseksi materiaali osoittaa erittäin voimakasta magnetismia.

"Epäilin todella sen magnetismia, mutta tulokset osoittavat selvästi superparamagneettista käyttäytymistä", hän sanoi. ”Kukaan ei ole aiemmin valmistellut tällaista materiaalia. Luulen, että voisimme tehdä sen avulla huonelämpötilassa toimivan kvanttitietokoneen.

Mutta paljon työtä on jäljellä. Materiaalin valmistaminen oli vaikeaa ja tiimi yrittää nyt optimoida valmisteluprosessia ja jatkaa materiaalin tehokkuuden parantamista. He etsivät myös yhteistyökumppaneita, jotka työskentelevät kvanttilaskennan parissa.

Aiheesta aiemmin:

Ennätysohuet magneetit hallintaan