Komputery kwantowe na tym skorzystają. Naukowcy mają nowy sposób na tworzenie magnetycznych nanocząstek

Naukowcy z Uniwersytetu w Lund oraz ich współpracownicy zaprezentowali na łamach npj Computational Materials nową metodę tworzenia nanocząstek magnetycznych za pomocą ultraszybkich impulsów światła laserowego.

Skyrmiony, w odróżnieniu do ferromagnetyzmu występującego w konwencjonalnych magnesach, takich jak kompasy, nie cechują się orientacją namagnesowania skierowaną w tę samą stronę w całym materiale. Ich magnetyzm przypomina coś w rodzaju wiru. Wykorzystuje się je między innymi do produkcji pamięci komputerowych, choć użycie skyrmionów do celów technicznych wymaga skutecznych sposobów zapisywania, wymazywania i manipulowania cząstkami w krótkich skalach czasowych i z dużą precyzją przestrzenną.

Czytaj też: Minidrukarka zbudowana z DNA. Wielka nadzieja dla przyszłych nanomaszyn

Dzięki odkryciom dokonanym przez przedstawicieli szwedzkiej i niemieckich uczelni możliwe będzie więc tworzenie bardziej energooszczędnych komponentów, co powinno okazać się szczególnie przydatne w kontekście projektowania komputerów kwantowych. Jak wyjaśnia Claudio Verdozzi, jeden z autorów nowych badań, jego zespołowi udało się w teorii wykazać, jak można tworzyć skyrmiony w ultrakrótkich skalach czasowych za pomocą impulsów światła laserowego.

Komputery kwantowe mogą wykonywać skomplikowane obliczenia w bardzo krótkim czasie

Skyrmiony są przedmiotem badań zarówno teoretycznych, jak i eksperymentalnych ze względu na ich technologiczny potencjał. Ponadto ich egzotyczne wzory magnetyczne mają koncepcyjnie i matematycznie piękny urok, który czyni je bardzo interesującymi.

dodaje Verdozzi

Czytaj też: Algorytm kwantowy, jakiego jeszcze nie było. Przełom w pracach nad komputerami kwantowymi

Autorzy publikacji zidentyfikowali mikroskopijny mechanizm dzięki wykorzystaniu femtosekundowych impulsów laserowych. Przypominamy, iż femtosekunda stanowi jedną biliardową część sekundy. Jeśli chodzi o praktyczne korzyści płynące z badań, to może być ich co najmniej kilka. W grę wchodzi przede wszystkim postęp w dziedzinie technologii kwantowej, w której zaawansowane komputery wykonują w ułamku sekundy obliczenia, które „zwykłym” urządzeniom zajęłyby znacznie dłużej. Poza tym, skyrmiony czy fale spinowe mogłyby okazać się przydatne pod kątem ekologicznym, przyczyniając się do zmniejszenia zużycia energii w komponentach technologicznych.