Физики из Университета Гонконга с помощью симуляций на суперкомпьютерах показали, что для спиновых жидкостей характерна высокая степень квантовой запутанности. По словам ученых, это доказывает существование квантовых спиновых жидкостей. Работа опубликована в журнале Nature.
Квантовые спиновые жидкости были теоретически предсказаны в 1973 году Филипом Андерсоном — физиком-теоретиком, нобелевским лауреатом 1977 года. Их существование подтвердилось экспериментально в 2012 году. Спиновые жидкости представляют собой состояние вещества, которое остается неупорядоченным даже при низких температурах. Такие модели могут быть использованы в топологических квантовых вычислениях, что поможет вывести вычислительную мощность компьютеров на новый уровень. Также спиновые жидкости могут помочь понять механизм работы высокотемпературных суперпроводников, использование которых может значительно снизить энергозатраты из-за отсутствия в них сопротивления.
Исследование топологических свойств спиновых жидкостей — достаточно сложная задача, так как до сих пор существует мало материалов, которые бы соответствовали характеристикам этого состояния вещества. Гонконгские ученые разработали модель спиновой жидкости с решеткой кагомэ. Это двумерная тришестиугольная решетка, узор которой использовался в традиционном японском лозоплетении, откуда и пошел термин. Проведя симуляции на суперкомпьютерах, ученые смогли определить топологический порядок спиновой жидкости. Их результаты предполагают, что в этом состоянии вещества наблюдается высокая степень квантовой запутанности.
Результаты исследования подтверждают возможность существования спиновых жидкостей в природе. Эти сведения важны для дальнейшего развития фундаментальной науки, а также для разработки квантовых технологий.
«В нашей работе используется превосходная вычислительная мощность современных суперкомпьютеров, и мы используем их для моделирования очень сложной модели, которая, как считается, обладает топологическим порядком. С нашими выводами физики более уверены в том, что квантовые спиновые жидкости должны существовать в природе», — прокомментировал Цзяжуй Чжао из Университета Гонконга.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
