Ученые разработали алгоритм вычисления и проверки новых материалов на пригодность к использованию в квантовых компьютерах.
Новые теоретические методы, созданные учеными, могут использоваться для выявления особенно перспективных кандидатов из огромного числа возможных материалов. Измерения в Венском техническом университете показали, что материалы, смоделированные по новой методике, действительно обладают требуемыми свойствами. Это важный шаг вперед в исследованиях квантовых материалов. Результаты теперь опубликованы в журнале Nature Physics.
Топологические полуметаллы
Рассчитать поведение всех сильно взаимодействующих электронов в материале невозможно — ни один суперкомпьютер в мире не способен на это. Но, основываясь на предыдущих исследованиях, теперь стало возможным разработать принцип моделирования, который использует упрощенные модельные вычисления, дополняя их математическими соображениями симметрии и информацией из баз данных известных материалов.
"Новое моделирование подсказало нам три кандидата, а затем мы изготовили один из этих материалов и измерили его в нашей лаборатории при низких температурах, - говорит Силке Бюлер-Пашен. - И действительно, первые измерения показывают, что это высококоррелированный топологический полуметалл — первый, который был предсказан на теоретической основе с использованием компьютера".
Важным ключом к успеху было разумное использование симметрий системы: "Мы постулировали, что сильно коррелированные возбуждения все еще подчиняются требованиям симметрии. Благодаря этому я могу многое рассказать о топологии системы, не прибегая к вычислениям ab initio, которые часто используются, но особенно сложны для изучения сильно коррелированных материалов, - говорит Чимяо Си из Университета Райса. - Все указывает на то, что мы нашли надежный способ идентификации материалов, обладающих нужными нам свойствами".