Созданы фрактальные наноструктуры для квантовых чипов

Физики Утрехтского университета и Шанхайского университета Цзяо Тун обнаружили, что топологические изоляторы могут существовать в 1,58 измерениях, что снижает потери энергии. Согласно результатам исследования, опубликованного в журнале Nature Physics, такие материалы могут использоваться для энергоэффективной обработки информации.

Топологические изоляторы — это материалы, которые позволяют электрическому току течь без потерь энергии на нагрев. Обычно такие материалы существуют в одном (проволока), двух (лист) и трех (куб) измерениях. Новое открытие показывает, что топологические изоляторы могут существовать и в промежуточных измерениях, таких как 1,58, что предоставляет новые возможности для разработки чипов для квантовых вычислений.

Нецелое число измерений характерно для фрактальных структур, обладающих свойством самоподобия. Исследователи создали такие наноструктуры, выращивая кристаллы висмута поверх полупроводника антимонида индия. Было показано, что они ведут себя как двумерные топологические изоляторы при конечных энергиях и демонстрируют свойства, которые можно использовать в качестве кубита для квантовых компьютеров.

В будущем экспериментальная группа в Китае планирует вырастить сверхпроводник поверх фрактальной структуры. Если это удастся, можно будет использовать потоки без потерь для энергоэффективной обработки информации. Открытие топологических особенностей фракталов демонстрирует богатство проникновения в неизведанные измерения, открывая новые горизонты для научных исследований.