.){kind=link}
בפעם הראשונה, מדענים גילו במעבדה מצב של חומר שנחזה זמן רב, אך לא נראה בעבר. על ידי ירי לייזר לעבר סריג קר במיוחד של אטומי רובידיום, מדענים אילצו את האטומים לתוך מרק מבולגן של אי ודאות קוונטית המכונה קוונטי צפיפות ספין (נוזל).
ההשערה לקיומה של צפיפות ספין קוונטית - מצב נדיר של חומר שבו סדר מגנטי ארוך טווח אינו נוצר בטמפרטורה אפסית - הוצעה עוד ב-1973. אבל רק לאחרונה צפו מדענים לראשונה בנוזל ספין קוונטי בתנאי מעבדה.
החלק ה"נוזלי" שייך לאלקטרונים המשתנים ומתנדנדים כל הזמן בתוך החומר המגנטי בטמפרטורות נמוכות. בניגוד למגנטים רגילים, במקרה זה האלקטרונים אינם מתייצבים ואינם שוקעים בסריג המובנה של הגוף המוצק עם התקררות. כעת, לאחר שהמצב הזה נרשם, יש לקוות שהתגלית תאיץ את התפתחותם של מחשבים קוונטיים רבי עוצמה.
"זהו רגע מאוד מיוחד בתחום הזה", אומר פיזיקאי הקוונטים מיכאילו לוקין מאוניברסיטת הרווארד במסצ'וסטס. "אתה יכול למעשה לגעת ואפילו לחטט לתוך המצב האקזוטי הזה, לתמרן אותו כדי להבין את תכונותיו... זה מצב חדש של חומר שאנשים מעולם לא היו מסוגלים לצפות בו לפני כן."
מגנטים קונבנציונליים מכילים אלקטרונים שהספין שלהם מכוון באותו כיוון למעלה או למטה שיוצר מגנטיות. בנוזל ספין קוונטי, מוכנס אלקטרון שלישי, כך שבעוד שני ספינים מנוגדים מייצבים זה את זה, הספין של האלקטרון השלישי שובר את שיווי המשקל. זה יוצר מגנט "לא מסודר" שבו כל הספינים לא יכולים להתייצב באותו כיוון.
כדי ליצור תבנית סריג לא מסודרת משלהם, הצוות השתמש בסימולטור קוונטי הניתן לתכנות שנבנה ב-2017. הסימולטור משתמש בתוכנת מחשב קוונטית כדי להחזיק אטומים בצורות שרירותיות באמצעות לייזרים - כמו ריבועים, משולשים או חלות דבש - וניתן להשתמש בו לתכנון אינטראקציות ותהליכים קוונטיים שונים. הסימולטור משתמש בקרני לייזר ממוקדות היטב כדי לסדר את האטומים באופן אינדיבידואלי, ועל ידי סידור אטומי רובידיום בסריג משולש, החוקרים הצליחו ליצור מגנט לא יציב עם תכונות של הסתבכות קוונטית - כאשר שינויים באטום אחד חופפים. עם אטום שני סבוך.
הקשרים בין האטומים הצביעו על כך שאכן נוצרה צפיפות ספין קוונטית.
"אתה יכול לדחוף את האטומים כמה שאתה רוצה, אתה יכול לשנות את התדירות של הלייזר, אתה באמת יכול לשנות את הפרמטרים של הטבע בצורה שלא יכולת בחומר שבו הדברים האלה נחקרו קודם לכן", אומר קוואנטום הפיזיקאי סוביר סחדב מאוניברסיטת הרווארד. "כאן אתה יכול להסתכל על כל אטום ולראות מה הוא עושה."
מחשבים קוונטיים בנויים על סיביות קוונטיות, או קיוביטים, ויש לקוות שנוזלי ספין קוונטיים יסייעו לפתח קיוביטים טופולוגיים שמוגנים טוב יותר מפני רעש והפרעות חיצוניות.
קרא גם: