Физики создали первый квантовый материал при комнатной температуре

Свет от солнца, лазера или люминесцентной лампы состоит из фотонов, но на квантовом уровне они ведут себя совершенно по-разному. Традиционно для фиксации этих тонких различий требовались миллионы измерений и сложнейшие криогенные детекторы. Созданный метакристалл справляется с этой задачей автоматически. Он реагирует не на цвет или интенсивность волны, а на внутреннюю квантовую когерентность системы. Кристалл разделяет входящие квантовые состояния и направляет каждое из них по собственному строго определенному маршруту.

Ученые называют процесс «надежным транспортом». Метакристалл способен перемещать квантовые данные из одной точки в другую без потерь и искажений. При этом физики обнаружили, что в материале естественным образом формируются так называемые «квантовые статистические зоны» — аналог электронных зон в полупроводниках, определяющих проводимость электричества.

Поскольку новый материал стабильно работает при комнатной температуре, сфера его практического применения выходит далеко за рамки фундаментальной физики. В будущем квантовые компьютеры смогут использовать подобные структуры для передачи хрупких данных внутри процессоров без использования огромных холодильных установок. Это откроет путь к созданию компактных коммерческих квантовых устройств.

Кроме того, технология способна кардинально улучшить сферу возобновляемой энергетики, в частности солнечные батареи. В современных фотоэлементах часть солнечного света оказывается «запертой» внутри материала и превращается в бесполезное тепло, снижая КПД. Направляя световые потоки по защищенным квантовым путям метакристалла, инженеры смогут минимизировать эти потери энергии, заставляя панели работать на максимуме своих возможностей.

Физики впервые создали квантовый аналог двигателя внутреннего сгорания

Физики научились управлять светом с помощью света

В странном металле впервые обнаружена высокая степень квантовой запутанности

Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX