Nová metóda výroby magnetov publikovaná v žurnále Applied Physical Letters má potenciál pomôcť dostať kvantové počítače z oblasti ultra-nízkych teplôt do normálnej izbovej teploty. Na tému upozornil portál Interesting Engineering.

Kvantové počítače bez extrémneho chladenia

Aktuálnym problémom kvantových počítačov je stabilita qubitov, čo sú kvantové ekvivalenty bitov. Qubit je jednotka kvantovej informácie odvodená od bitu, avšak okrem hodnôt 0 a 1 dokáže nadobudnúť obe hodnoty súčasne – tento stav je potom známy ako superpozícia.

Connie Zhou, IBM

Dôležitú rolu v oblasti kvantovej techniky zohráva chladiaci systém, ktorý sa vo veľkej miere podieľa na stabilite jednotlivých qubitov a ochladzaje celý systém na teplotu blízku absolútnej nule. V súčasnosti dokážu vedci udržať qubity stabilné iba veľmi krátky čas, nakoľko kvantové technológie sú mimoriadne citlivé na rôzne druhy rušenia.

S týmto problémom však môže pomôcť nový vysoko magnetický kvantový materiál, ktorý má 100-krát vyššiu magnetickosť ako čisté železo. Navyše funguje aj pri bežnej teplote.

Prečo potrebujú magnety?

Magnety sa v súčasnosti používajú v mnohých moderných zariadeniach, vrátane smartfónov, vozidiel, pevných diskov a pod. V kvantovej technológii sa používajú na zvyšovanie rýchlosti výpočtov. Ako však ale poukazujú autori v tlačovej správe, maximum z týchto magnetov je možné vyťažiť iba pri ultra-nízkej teplote (blízko absolútnej nuly).

Demonštrácia nového magnetického materiálu.The University of Texas at El Paso

Aj z toho dôvodu vedci pod vedením fyzika Ahmeda El-Gendyho z Texaskej univerzity v El Paso už od roku 2019 pracujú na tvorbe nového magnetického materiálu. Zaujímavosťou je, že sa zameriavajú výhradne na materiály, ktoré nepatria do kategórie vzácnych zemín.

„Všetky magnety sú v súčasnosti vyrobené z prvkov vzácnych zemín, ktorých je nedostatok,“ uviedol El-Gendy. „Čoskoro budeme čeliť problému, že nebudeme mať tieto materiály na výrobu magnetov pre akýkoľvek priemysel.“

Po rokoch pokusov a omylov sa však El-Gendyho tímu podarilo dopátrať k zmesi materiálov známych ako aminoferocén a grafén. Na ich prekvapenie tento materiál „vykazuje extrémne silný magnetizmus.“

„Naozaj som pochyboval o jeho magnetizme, ale naše výsledky ukazujú superparamagnetické správanie,“ uviedol. „Takýto materiál ešte nikto nepripravil. Myslím, že by sme s ním mohli byť schopní vytvoriť kvantový počítač pracujúci pri izbovej teplote.“

Aktuálne sa tím snaží optimalizovať procesy výroby materiálu a pokračovať v zlepšovaní jeho účinnosti. Taktiež sa snažia kontaktovať vedeckých pracovníkov, ktorí pracujú priamo v oblasti kvantových počítačov, aby posunuli kvantové technológie na ďalšiu úroveň.