Ученые нашли природный топологический изолятор для квантовых компьютеров

Кавацулит
Кавацулит

Немецкие физики обнаружили в природе минерал кавацулит, который впервые был получен синтетическим путем в качестве топологического изолятора для квантовых компьютеров. Обзор исследования, опубликованного в Nano Letters, приводится в журнале Nature.

Природный кавацулит, который содержит в себе висмут, теллур, селен и серу, был обнаружен впервые. До сих пор минерал был синтезирован исключительно в лабораторных условиях как воплощение теоретической модели топологического изолятора. Природный образец оказался «чище» искусственного — он не содержит дефектов, создающих внутренние области проводимости.

Топологическими изоляторами называют материалы, способные проводить электрический ток только в поверхностном слое. Во внутреннем объеме связь между спином электрона и его импульсом не позволяет частицам совершать поступательное движение, создавая ток.

Зависимость спина электрона от его импульса позволяет использовать такие материалы для хранения информации в квантовых компьютерах, где ячейкой данных будет электронный спин. Манипуляции со спинами будут менее энергозатратны, чем изменение заряда в твердотельных накопителях. С другой стороны, спин электрона в поверхностном слое топологического изолятора сложно изменить случайным образом, что предотвратит нежелательную потерю информации.

Минералы со свойствами топологических изоляторов были впервые получены в лабораторных условиях в 2008 году. Природный образец кавацулита был обнаружен в старой золотоносной шахте на территории Чехии. Эксперты считают, что более «чистые» естественные минералы могут вытеснить лабораторные.

Обсудить
Наука и техника
 — 
13:52 21 февраля 2017
Александр Шестаков

«В развитии главное — масштаб цели»

Интервью с ректором ЮУрГУ Александром Шестаковым о науке, образовании и развитии
Смерть вождя
Роли, по которым мы запомним Алексея Петренко
Pierre et Gilles, Sainte Marie MacKillop (Kylie Minogue), 1995, Collection privée (c) Pierre et GillesГолубо-розовое
Транссексуалы, проститутки и панки в латексе на снимках гей-пары Пьера и Жиля
Дэвид Алмонд«Вырасти — это понять, что родители были неправы»
Дэвид Алмонд о том, как опасно быть взрослым
Гудбай, Берлин
Десять лучших фильмов главного фестиваля зимы
Бог простит
В церкви нашли квартиру с красной мебелью и портретами в стиле поп-арт
Дворянское гнездо
Один из самых шикарных в мире домов нашли в диком лесу
«Пусть меня захоронят в отравленную, но родную землю»
Почему люди отказываются покидать чернобыльскую зону: реальные истории
Поставили баком
Англичане сделали идеальный дом из резервуара для воды