Физики Массачусетского технологического института обнаружили дробный квантовый эффект Холла в графене. Это редкое физическое явление, представленное в журнале Nature, позволит создать отказоустойчивые квантовые компьютеры.
![]()
Фото из открытых источников
Что такое дробный квантовый эффект Холла (FQHE)? Это состояние, в котором электроны формируют экзотическое состояние, образуя квазичастицы с дробным элементарным зарядом, меньшим, чем у электрона. Это явление наблюдалось лишь несколько раз и требует использования высокого качества материала, низкой концентрации носителей заряда, низкой температуры и сильных магнитных полей.
В новом исследовании физики наблюдали дробление элементарного заряда в пятислойном графене. Удивительно то, что такое состояние удалось достичь без использования внешнего магнитного поля. Это новое явление было названо дробным квантовым аномальным эффектом Холла.
Однако самое интересное то, что если пятислойную структуру выровнять с гексагональным нитридом бора (hBN), то можно создать муаровую сверхрешетку. Это сложное сочетание материалов создает периодический узор, замедляющий электроны и имитирующий влияние магнитного поля.
Это открывает путь к топологическим квантовым вычислениям, где кубиты остаются стабильными даже при слабых деформациях или возмущениях. В этом случае роль кубитов играют дробные заряды, что позволит производить более безопасные и надежные квантовые вычисления.
Ученые надеются, что это открытие станет отправной точкой для создания квантовых компьютеров.
