Máy tính trong tương lai sẽ ra sao? Nó sẽ làm việc như thế nào? Việc tìm kiếm câu trả lời cho những câu hỏi này là động lực chính của nghiên cứu vật lý cơ bản. Có một số kịch bản có thể xảy ra, từ sự phát triển hơn nữa của thiết bị điện tử cổ điển đến máy tính mô phỏng thần kinh và máy tính lượng tử. Yếu tố chung trong tất cả các phương pháp tiếp cận này là chúng dựa trên các hiệu ứng vật lý mới, một số trong đó cho đến nay chỉ được dự đoán trên lý thuyết. Các nhà nghiên cứu đã nỗ lực hết sức và sử dụng các thiết bị hiện đại để tìm kiếm những vật liệu lượng tử mới cho phép họ tạo ra các hiệu ứng như vậy. Nhưng nếu không có vật liệu phù hợp xuất hiện tự nhiên thì sao?

Phương pháp tiếp cận mới về siêu dẫn

Trong một nghiên cứu gần đây được công bố trên tạp chí Nature Physics, nhóm nghiên cứu của Đại học Zurich hợp tác chặt chẽ với các nhà vật lý tại Viện Vật lý Cấu trúc Vi mô Max Planck ở Halle (Đức) đã trình bày một giải pháp khả thi. Các nhà nghiên cứu đã tạo ra những vật liệu cần thiết ở cấp độ từng nguyên tử một. Họ đang tập trung vào các chất siêu dẫn mới đặc biệt thú vị vì chúng không có điện trở ở nhiệt độ thấp. Đôi khi chất siêu dẫn được gọi là “nam châm lý tưởng”, chúng được sử dụng trong nhiều máy tính lượng tử do tương tác bất thường của chúng với từ trường. Các nhà vật lý lý thuyết đã dành nhiều năm nghiên cứu và dự đoán các trạng thái siêu dẫn khác nhau. Tuy nhiên, chỉ một số lượng nhỏ cho đến nay đã được chứng minh một cách thuyết phục trong các vật liệu.

Hai loại siêu dẫn mới

Các nhà nghiên cứu đã dự đoán trên lý thuyết về cách sắp xếp các nguyên tử để tạo ra một pha siêu dẫn mới và nhóm nghiên cứu ở Đức sau đó đã tiến hành các thí nghiệm để triển khai cấu trúc liên kết có liên quan. Sử dụng kính hiển vi quét hiệu ứng đường hầm, họ đã di chuyển và đặt các nguyên tử vào đúng vị trí với độ chính xác cấp nguyên tử. Phương pháp tương tự cũng được sử dụng để đo các đặc tính từ tính và siêu dẫn của hệ thống. Bằng cách lắng đọng các nguyên tử crom trên bề mặt của chất siêu dẫn niobi, các nhà nghiên cứu đã có thể tạo ra hai loại chất siêu dẫn mới. Các phương pháp tương tự trước đây đã được sử dụng để điều khiển các nguyên tử và phân tử kim loại, nhưng cho đến nay người ta chưa bao giờ có thể tạo ra các chất siêu dẫn hai chiều bằng phương pháp này.

Các kết quả không chỉ xác nhận dự đoán lý thuyết của các nhà vật lý mà còn cho họ lý do để suy đoán về những trạng thái vật chất mới khác có thể được tạo ra theo cách này và cách chúng có thể được sử dụng trong máy tính lượng tử tương lai. Chi tiết tham khảo tại:

Martina O. Soldini, Felix Küster, Glenn Wagner, Souvik Das, Amal Aldarawsheh, Ronny Thomale, Samir Lounis, Stuart S. P. Parkin, Paolo Sessi, Titus Neupert. Two-dimensional Shiba lattices as a possible platform for crystalline topological superconductivity. Nature Physics, 2023; DOI: 10.1038/s41567-023-02104-5

(Sưu tầm)
VIỆN IMC
Tòa nhà IMC Tower, Số 176 Trường Chinh, Phường Khương
Thượng, Quận Đống Đa, Thành phố Hà Nội, Việt Nam
Tel/Fax : (+84) 24 3566 6232 / 24 3566 6234
Email: info@imc.org.vn   Website: https://imc.org.vn