Detta sällsynta och svårfångade tillstånd har väckt ett enormt intresse inom den kondenserade materiens fysikgemenskap sedan det först förutspåddes på 1960-talet, vilket har ett stort löfte för förverkligandet av vissa kvantberäkningar. Fram till nu har forskare dock haft betydande experimentella begränsningar när det gäller att observera det svårfångade FFLO-tillståndet.
Den magiska blandningen av starkt tryck och snurr i linje
Genom att använda ORNL:s toppmoderna diamantstädcell som kan generera massiva tryck och anpassa materialets spinn med hjälp av externa magnetfält, upptäckte fysikerna att i denna sällsynta kombination ligger möjligheten att manipulera och stabilisera de ovanliga kvantegenskaperna som önskas för kvant. datoranvändning.
Som nämnts av Xiaofeng Xu, en fysiker för kondenserad materia vid ORNL och huvudförfattare till en nyligen publicerad studie, "Dessa kvantberäkningar kräver exotiska former av supraledning i material som samtidigt är värd för specifika magnetiska beteenden."
Övervinna experimentella utmaningar
Traditionellt förutsågs FFLO-staten i rena bulksystem. Men att uppnå både den nödvändiga renheten och magnetfältstyrkan under extremt kalla temperaturer visade sig vara utomordentligt utmanande för forskning om kondenserad materia. Med en kombination av banbrytande anläggningar inom ORNL och externa partners som använder diamantstädceller tillsammans med kraftfulla högtryckstekniker, övervann det vetenskapliga teamet dessa utmanande experimentella krav.
En lovande katalysator för kvantberäkningsframtiden
Den framgångsrika experimentella upptäckten av det mycket eftertraktade FFLO-tillståndet i det magnetiskt drivna ReB2-materialet betraktas som en banbrytande framgång av teoretiska fysiker runt om i världen. Genom att låsa upp den fulla potentialen av detta speciella beteende, tror forskare, kan detta nya tillvägagångssätt fungera som den avgörande katalysatorn för att realisera nya arkitekturer för kvantberäkning samtidigt som man undviker många av de komplikationer och begränsningar som hindrar befintliga qubit-material.
Som framhållits av en annan ORNL-fysiker för kondenserad materia, Zhijun Xu, "Vårt team är det första att upptäcka supraledning som samexisterar med denna speciella form av kvantmagnetism. Och vad som verkligen är uppmuntrande är att detta unika supraledande beteende skapades i det magnetiska grundtillståndet. Det kan finnas. en ny väg mot okonventionell Cooper-parning för att skapa intrasslade elektroner som behövs för framtida topologiska kvantdatorer."
