Исследователи разработали экзотический сверхпроводник, управляемый магнетизмом

Физики разработали новый экзотический материал с уникальными свойствами, который сочетает в себе сверхпроводимость и магнетизм.

Это сочетание позволяет создать стабильный сверхпроводник, усиленные магнетизмом, функции которого можно особым образом контролировать. Этот прорыв может иметь серьезные последствия для квантовых вычислений и обеспечить большую стабильность кубитов.

Сверхпроводники – это материалы, которые проводят электричество без электрического сопротивления и магнитной индукции. Они идеально подходят для использования в электронных компонентах различных устройств, таких как магнитно-резонансная томография (МРТ), поезда магнитной левитации и ускорители частиц. Однако обычные сверхпроводники имеют ограничение, которое заключается в том, что они не могут контролировать поток электронов через материал в присутствии внешнего магнитного поля.

Исследователи из Вюрцбургского университета в Германии обнаружили, что это ограничение можно преодолеть, вызвав состояние, известное как "фаза Фульда-Феррелла-Ларкина-Овчинникова". Это экзотическое состояние, в котором сверхпроводимость и магнетизм – два обычно несовместимых явления – могут сосуществовать в одном и том же материале. Чтобы достичь этого, материал должен быть гибридным, сочетающим сверхпроводимость и несверхпроводимость.

В своем новом исследовании, проведенном в сотрудничестве с другими учеными из разных стран, немецкие физики разработали гибридный сверхпроводник с состоянием p-FFLO. Материал может управлять внешним магнитным полем и точно контролировать сверхпроводящие свойства, что является настоящим прорывом в квантовой физике.

Гибридный материал обеспечивает высокий уровень контроля и сочетает в себе преимущества сверхпроводимости с управляемостью топологического изолятора. Это позволяет использовать его в более доступных экспериментальных условиях и в будущем может привести к применению квантовых компьютеров для повышения их производительности. Квантовые компьютеры используют квантовые биты (кубиты) для хранения информации, но они чувствительны к внешним помехам, таким как магнитные поля. Это открытие может помочь стабилизировать квантовые биты и сделать их более эффективными в будущем.