Đột phá lượng tử: Các nhà khoa học mô phỏng các trạng thái lượng tử khó nắm bắt, mở đường cho các công nghệ tiên tiến

Trong một bước tiến quan trọng, các nhà nghiên cứu đã mô phỏng thành công các trạng thái Caroli-de Gennes-Matricon (CdGM), các cấu trúc lượng tử được dự đoán là tồn tại bên trong lõi của các xoáy trong chất siêu dẫn. Đột phá này, do một nhóm tại Viện Niels Bohr ở Copenhagen thực hiện, mở ra những con đường mới để hiểu các hiện tượng lượng tử và phát triển các công nghệ tiên tiến. Các trạng thái CdGM, được đề xuất vào năm 1964, rất quan trọng để hiểu cách các hạt lượng tử hành xử trong môi trường khắc nghiệt. Tuy nhiên, thang năng lượng nhỏ bé của chúng đã khiến việc quan sát trực tiếp trở nên đầy thách thức. Nhóm nghiên cứu đã tạo ra một phiên bản tổng hợp bằng cách sử dụng các dây nano indium arsenide (InAs) được phủ nhôm, tạo thành một cấu trúc siêu dẫn-bán dẫn. Bằng cách áp dụng một từ trường, họ đã tạo ra một xoáy nhân tạo, cho phép họ nghiên cứu các trạng thái khó nắm bắt này. Sự mô phỏng này cho phép quan sát “các tương tự của trạng thái CdGM” và thao tác các thông số hệ thống. Các nhà nghiên cứu đã quan sát thấy một “cấu trúc thùy” trong khoảng năng lượng siêu dẫn, xác nhận mô hình. Công trình này, một sự hợp tác giữa các nhà vật lý ở Đan Mạch, Tây Ban Nha và Hoa Kỳ, có thể dẫn đến những tiến bộ trong tính toán lượng tử, cảm biến và mạch topo. Khả năng kiểm soát và hiểu các trạng thái này là một bước quan trọng hướng tới việc xây dựng các thiết bị lượng tử ổn định và chức năng hơn.