Trong một khám phá mang tính đột phá, các nhà nghiên cứu từ phòng thí nghiệm Nhóm Vật chất Lượng tử Vĩ mô tại Đại học Cork (UCC) đã phát hiện ra một trạng thái siêu dẫn đáng chú ý bên trong uranium ditelluride (UTe2). Trạng thái mới được phát hiện này thể hiện những đặc tính phi thường có thể vượt qua những trở ngại lâu dài trong việc thúc đẩy tính toán lượng tử.
Trọng tâm của hiện tượng phi thường này là những đặc điểm độc đáo cho phép các electron dễ dàng lướt qua một đường trượt nước lượng tử mà không gặp phải bất kỳ lực cản nào. Chìa khóa của "Trượt nước lượng tử" này nằm ở sự hình thành các cặp electron, chúng kết hợp với nhau để tạo ra chất lỏng riêng biệt bên trong UTe2. Điều thú vị là, một số cặp electron nhất định thể hiện hành vi khác biệt, dẫn đến việc tạo ra cấu trúc tinh thể được gọi là Sóng mật độ cặp. Mặc dù kiểu ghép cặp electron này lần đầu tiên được quan sát thấy vào năm 2016, nhưng cơ chế cơ bản của nó phần lớn vẫn còn là bí ẩn.
Ý nghĩa của khám phá này không có gì là sâu sắc.
Joe Caroll, tiến sĩ UCC. nhà nghiên cứu, bày tỏ sự phấn khích của mình trong bài nghiên cứu ghi lại những phát hiện, nói rằng: "Điều thực sự thú vị là UTe2 dường như là một loại chất siêu dẫn hoàn toàn mới. Các nhà vật lý đã không ngừng tìm kiếm một bước đột phá như vậy trong nhiều thập kỷ."
Nhóm nghiên cứu đằng sau phát hiện đột phá này có hy vọng lớn rằng việc làm sáng tỏ những bí ẩn của UTe2 sẽ không chỉ nâng cao hiểu biết của chúng ta về vật liệu độc đáo này mà còn làm sáng tỏ các chất siêu dẫn khác được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau như máy quét MRI. Bằng cách đào sâu hơn vào bí mật của những vật liệu này, chúng ta có thể chứng kiến sự phát triển của các công nghệ y tế mới và cải tiến.
UTe2 đại diện cho một loại chất siêu dẫn chưa từng có trong đó các cặp electron có động lượng góc nội tại, dẫn đến chuyển động hợp lý khi chúng tham gia. Nếu được xác nhận, điều này sẽ khiến UTe2 trở thành vật liệu đầu tiên từng được phát hiện có chứa Sóng mật độ cặp electron với đặc tính hấp dẫn như vậy.
Nhưng tại sao chúng ta lại bị thu hút bởi sự phức tạp của hạ nguyên tử bên trong chất liệu đáng chú ý này? Câu trả lời nằm ở lĩnh vực điện toán lượng tử.
Máy tính lượng tử dựa vào bit lượng tử (qubit) để lưu trữ và xử lý thông tin. Thật không may, qubit cực kỳ tinh vi và nhanh chóng mất trạng thái lượng tử, hạn chế nghiêm trọng thời gian tính toán. Tuy nhiên, UTe2 có tiềm năng cách mạng hóa thế giới điện toán lượng tử bằng cách kích hoạt mô hình điện toán trong đó qubit có thể duy trì trạng thái của chúng vô thời hạn trong quá trình tính toán. Khả năng đột phá này có thể mở đường cho sự phát triển của máy tính lượng tử ổn định và thực tế, mang lại cho chúng ta sức mạnh tính toán chưa từng có.
Nói cách khác, với khả năng bảo toàn trạng thái lượng tử của UTe2 mà không có bất kỳ hạn chế về thời gian nào, cuối cùng chúng ta có thể có những máy tính lượng tử đáng tin cậy, tồn tại đủ lâu để thực sự hữu ích.
Những phát hiện của nhóm nghiên cứu thể hiện một bước tiến tới mục tiêu cuối cùng là xây dựng máy tính lượng tử tiên tiến. Mặc dù cần phải nghiên cứu thêm nhưng công việc mà nhóm UCC thực hiện đã cung cấp những hiểu biết sâu sắc vô giá về các đặc tính siêu dẫn cơ bản của UTe2. Ở quy mô rộng hơn, các vật liệu như UTe2 đóng một vai trò quan trọng trong việc làm sáng tỏ tiềm năng khai thác các hiệu ứng lượng tử cho các ứng dụng tính toán.
Kỷ nguyên của điện toán nhanh như chớp có thể sắp đến gần, mặc dù vẫn còn rất xa. Hãy yên tâm, cùng các nhà vật lý miệt mài khám phá những bí ẩn của UTe2. Không cần phải lo lắng về việc họ hack vào Ví Bitcoin của bạn.