Течно стање односи се на електроне који се непрестано мењају и флуктуирају унутар намагнетисаног материјала при ниским температурама. За разлику од уобичајених магнета, у овом случају електрони се не стабилизују нити се смештају у структурисану решетку чврсте супстанце када им се температура спушта.
Квантни окретаj односи се на оријентацију угаоног момента (горе или доле), који носе честице „уплетене“ у парове са супротним смером окретања.
Научници се надају да ово откриће, објављено у часопису „Сајенс“, може помоћи у даљем напретку у развоју квантних компјутера.
„Ово је веома посебан тренутак за квантну физику. Сада можемо да „додирнемо“ ово необично стање и манипулишемо њиме како бисмо разумели његове карактеристике. То је ново стање материје које људи до сада нису видели“, рекао је квантни физичар Михаил Лукин са Харвард универзитета.
Уобичајени магнети садрже електроне чије је окретање оријентисано у истом правцу, било на горе или на доле, што и генерише њихов магнетизам.
У стању квантне окретне течности, уведен је трећи електрон, па док два окретаја у супротном смеру доносе равнотежу, окретање трећег електрона избацује их из баланса. Он тако креира „фрустрирани“ магнет, у ком се окретаји не могу стабилизовати у истом смеру.
Како би направили овакву шему, научници су користили програмирани квантни симулатор. Он уз помоћ квантног компјутерског програма и ласера држи атоме у одређеним облицима, као што су квадрати, троуглови или саћасте структуре и може да се употреби за креирање различитих квантних интеракција и процеса.
Симулатор користи веома фокусиране ласерске зраке да би индивидуално распоредио атоме. Распоређујући атоме рубидијума у решетке троугластог облика, научници су успели да направе „фрустрирани“ магнет са карактеристикама квантног спрезања, у ком промена у једном атому доводи до исте промене у другом спрегнутом атому.
Везе између два атома потврдиле су да је постигнута и квантна окретна течност.
„Можете да раздвојите атоме колико год желите, можете да промените фреквенцију ласерске светлости, можете да заиста промените природне параметре на начин на који до сада није био могућ у материјалима који су проучавани. У овом случају, можете да гледате сваки појединачни атом и видите шта он ради“, казао је квантни физичар Субир Сачдев са Харвард универзитета.
Квантни компјутери су изграђени на квантним битима или кубитима, а ново стање даје наду у даљем развоју тополошких кубита, који су боље заштићени од спољашњих утицаја, пише „Сајенс алерт“.
За квантне компјутере, то је веома важно. Ти системи могу бити веома деликатни и њихов рад у дужем временском периоду без грешака један је од највећих изазова за научнике.
Будући да је квантна окретна течност забележена по први пут, она би могла да помогне у одгонетању како направити кубите што робуснијим.
„Уколико бисмо научили како да направимо такве тополошке кубите, то би представљало најважнији корак ка реализацији поузданог квантног рачунара“, казала је квантна физичарка Ђулија Семегини са Харвард универзитета.