[ad_1]
Los investigadores han desarrollado una forma de diseñar nuevos materiales cuánticos con propiedades muy específicas que satisfacen las necesidades de la computación cuántica.
![](https://www.electronicsforu.com/wp-contents/uploads/2022/09/designing-new-quantum-500x331.jpg)
¿Cómo pasa un investigador por una combinación de 118 elementos y elige el más apropiado? Cada combinación tiene sus propios pros y contras, y cada uno de estos puede considerarse crítico para su aplicación específica. Por ejemplo, un sistema requiere que los átomos se muevan a altas velocidades y en diferentes rangos de temperatura; solo algunos elementos o sus compuestos pueden satisfacer esta necesidad.
Una cooperación entre la Universidad Rice (Texas), la Universidad Tecnológica de Viena y otras instituciones internacionales de investigación ha logrado encontrar materiales adecuados en la computadora. Se utilizan nuevos métodos teóricos para identificar candidatos especialmente prometedores entre la multitud de materiales posibles. Las mediciones en la Universidad Tecnológica de Viena han demostrado que los materiales realmente tienen las propiedades requeridas y que el proceso funciona.
Calcular el comportamiento de todos los electrones que interactúan fuertemente en el material es imposible; ninguna supercomputadora en el mundo puede hacerlo. Sin embargo, sobre la base de hallazgos anteriores, ahora se ha desarrollado un principio de diseño que utiliza cálculos de modelos simplificados en combinación con consideraciones de simetría matemática y una base de datos de materiales conocidos para hacer sugerencias sobre cuál de estos materiales podría tener las propiedades topológicas teóricamente esperadas.
«Este método proporcionó tres candidatos de este tipo, y luego producimos uno de estos materiales y lo medimos en nuestro laboratorio a bajas temperaturas», dice Silke Bühler-Paschen. «Y, de hecho, estas primeras mediciones indican que es un semimetal topológico altamente correlacionado, el primero en ser predicho sobre una base teórica con una computadora».
Una clave importante para el éxito fue explotar hábilmente las simetrías del sistema: «Lo que postulamos fue que las excitaciones fuertemente correlacionadas aún están sujetas a requisitos de simetría. Debido a esto, puedo decir mucho sobre la topología de un sistema sin tener que recurrir a cálculos ab initio, que a menudo son necesarios pero plantean un desafío particular cuando se estudian materiales altamente correlacionados”, dice Qimiao Si de la Universidad de Rice. “Todo indica que hemos encontrado una forma robusta de identificar materiales con las propiedades que queremos”.
Referencias: Lei Chen et al., Topological Semimetal Driven by Strong Correlations and Crystal Symmetry, física natural (2022).
DOI: 10.1038/s41567-022-01743-4
[ad_2]