Топологические вихри в наноматериалах помогут создать компьютер будущего – томские учёные

Физики из Томска обнаружили необычную самоорганизацию атомов и научились ею управлять; это свойство может быть использовано при создании ёмкой энергонезависимой памяти, квантовых компьютеров и другой электроники будущего, корреспондент Сиб.фм 30 августа из сообщения пресс-службы ТПУ.

Учёные Томского политехнического университета с коллегами из США, Китая и Германии обнаружили необычную самоорганизацию атомов в объёме наночастиц и научились ею управлять с помощью электрического поля.

Квантовый компьютер – это гипотетическое устройство на стыке компьютерных наук и квантовой физики, самого сложного раздела теоретической физики.

Если обычный компьютер делает вычисления последовательно — одно за другим, то квантовый, в теории, будет способен делать миллиарды миллиардов вычислений одновременно, что не только увеличит его мощность по сравнению с традиционными компьютерами, но и позволит решать задачи, на которые обычные компьютеры не способны.

В современном материаловедении дефекты разделяют на две большие группы. В первую входят классические, хорошо изученные. В этом случае в материале нарушен порядок атомов. Во второй группе дефектов нет никаких выраженных изменений — вместо этого меняется сама пространственная организация решётки, и такие дефекты называют топологическими.

Топологические дефекты могут сильно влиять на материал и придавать ему такие необычные свойства, как сверхтекучесть или сверхпроводимость. Такие дефекты существуют только в материалах малой размерности. Например, в двумерных наностержнях и наноплёнках (слоях толщиной в несколько атомов).

Один из важных топологических дефектов — это топологический вихрь. В эксперименте физики изучали наночастицы титаната бария, который используют при создании современной электроники.

Исследования показали, что под воздействием внешнего электрического поля смещается ядро топологического вихря внутри наночастицы этого вещества, а при снятии поля оно возвращается на прежнее место.

Таким образом учёные пришли к выводу, что с помощью электрического поля можно управлять топологическими вихрями в наночастицах. Это открытие окажется важным и полезным при создании новой электроники.

Напомним, что в марте 2017 года новосибирские биологи разгадали ген для выращивания растений через компьютер.