日本語
English
Español
عربي
Français
中文
ヴュルツブルク大学の研究者を含む国際チームが、特別な超伝導状態を作り出すのに成功しました。 この発見は、量子コンピューターの開発を前進させる可能性があります。
ミリケルビン (-273度 C) での測定用サンプルホルダー。画像提供: Mandal/JMU、Firefly により大きく表示されたヴュルツブルク大学。プレスリリースリンクをクリックして大きく表示します。
彼らは、超伝導体と特殊な半導体材料であるトポロジカル絶縁体を組み合わせました。「トポロジカル絶縁体は、表面で電気を導くが内部では導かない材料です。これは、特殊な電子の配置、つまり独特のトポロジカル構造によるものです」と、ヴュルツブルク大学（JMU）トポロジカル絶縁体研究所の物理学者であるチャールズ・グールド教授は説明します。「興味深いのは、トポロジカル絶縁体に磁気原子を取り付けて、磁石によって制御できるようにできることです。
超伝導体とトポロジカル絶縁体は、非超伝導性物質の薄い層で分離された2つの超伝導体の間の接合部として結合され、いわゆるヨセフソン接合を形成しました。「これにより、超伝導性と半導体の特性を組み合わせることができた」とグールド氏は述べています。「超伝導体の利点とトポロジカル絶縁体の制御可能性を組み合わせることができます。外部磁場を使用することで、超伝導性の特性を正確に制御できるようになりました。これは、量子物理学の真のブレークスルーです！」
超伝導性と磁気の融合
この特殊な組み合わせにより、超伝導性と磁気が結合した異常な状態が生じます。通常、これらはまれに共存する逆の現象です。これはプロキシミティ誘起フルデ-フェレル-ラーキン-オフチニコフ (p-FFLO) 状態として知られています。新しい「制御機能を持つ超伝導体」は、量子コンピューターの開発などの実用的な応用に重要となる可能性があります。従来のコンピューターと異なり、量子コンピューターはビットに基づくのではなく、量子ビット (qubit) に基づいており、2つではなく複数の状態を同時に取ることができます。
「問題は、量子ビットが現在非常に不安定であることであり、電気や磁場などの外部の影響に非常に敏感であるためです」と、物理学者のグールド氏は説明します。「私たちの発見は、将来の量子コンピューターでこれらを安定化するのに役立つかもしれません。」
国際量子研究チーム
実験研究は、ヴュルツブルクのローレンス・W・モレンカンプ教授の実験物理学 III のチームによって行われました。これは、スペインのサン・セバスティアンにある材料物理学センターのフランシスコ・セバスティアン・ベルゲレ教授のグループ、オランダのデルフト工科大学のチューン・M・クラプウィック教授の理論的な専門家と密接に協力して行われました。
国際的な研究グループは、Excellence ct.qmat (Complexity and Topology in Quantum Materials) クラスター、ドイツ研究協力基金 (DFG)、フリースタイル・オブ・バイエルン、スペイン国立研究機関 (AEI)、ヨーロッパの研究プログラム「Horizon 2020」、EU ERC アドバンストグラントプログラムによって資金提供されました。
**
ADVERTISEMENT
これは、数年間興味を持った観察者の質問の一部に対する部分的な回答である。活性化された超伝導体の周囲の自然な磁場については、かなりの混乱を招く可能性があることは驚くべきことではありませんが、将来の技術が既に焦点を定めてきているのは驚きです。
いつか、温度の問題が残る主な問題になるようです。
Brian Westenhaus 著 via New Energy and Fuel
