Физики обнаружили способ создавать экзотические квантовые состояния с помощью переменных магнитных полей
Исследование, проведенное под руководством лектора Калифорнийского политехнического университета (Cal Poly) Иэна Пауэлла с участием студента Луиса Бухальтера, показало, что изменение магнитного поля во времени позволяет создавать квантовые состояния, не существующие в стационарных материалах.
Центральная идея заключается в том, что полезные квантовые свойства зависят не только от состава материала, но и от того, как он управляется во времени. Периодическое изменение магнитного поля может порождать управляемые квантовые фазы, не имеющие статического аналога. Это открывает путь к созданию технологий, устойчивых к «шуму» и несовершенствам, вызывающим системные ошибки.
Хотя наиболее прямое применение исследования относится к квантовым вычислениям и моделированию, его влияние на фармацевтику, финансы, производство и аэрокосмическую отрасль будет косвенным, через долгосрочное развитие более совершенных квантовых устройств. Для перехода к промышленному использованию необходимы экспериментальная проверка и адаптация идей к реальным платформам.
Работа также выявила математическое организующее правило, характерное для квантовых систем более высокой размерности. Это означает, что простые управляемые системы могут служить новой платформой для изучения такой физики. Исследование показывает не только возможность возникновения экзотических фаз, но и раскрывает точное правило для топологической фазовой диаграммы материи.
Магнитные поля остаются одним из главных инструментов управления кубитами. По словам Бухальтера, работа продемонстрировала силу Floquet-инжиниринга для создания квантовых систем с настраиваемыми свойствами. Сам студент планирует продолжить изучение квантовой материи в магистратуре Вашингтонского университета и в дальнейшем разрабатывать квантовые устройства в национальной лаборатории.
Исследование в журнале Physical Review B.