Vật liệu polymer mới có thể đưa thiết bị lượng tử ra khỏi phòng thí nghiệm nhiệt độ cực thấp

Các nhà nghiên cứu từ Viện Công nghệ Georgia và Đại học Alabama đã phát triển một loại polyme liên hợp mới có khả năng duy trì trạng thái lượng tử ở nhiệt độ phòng, có tiềm năng cách mạng hóa công nghệ thiết bị lượng tử bằng cách loại bỏ nhu cầu về môi trường siêu lạnh. Khác với các vật liệu lượng tử truyền thống dựa trên các tinh thể cứng như kim cương hoặc silicon cacbua và yêu cầu làm lạnh cực độ, polyme mới này sử dụng một chuỗi phân tử được thiết kế cẩn thận bao gồm các đơn vị cho và nhận xen kẽ — cụ thể là dithienosilole và thiadiazoloquinoxaline. Việc kết hợp một nguyên tử silicon vào đơn vị cho tạo ra sự xoắn trong chuỗi polyme, ngăn chặn việc xếp chặt chẽ có thể làm gián đoạn sự liên kết lượng tử. Thêm vào đó, các chuỗi bên hydrocarbon dài cải thiện độ hòa tan và duy trì sự liên kết điện tử, cho phép hành vi quay electron ổn định, điều cần thiết cho các ứng dụng lượng tử. Nhóm nghiên cứu đã xác nhận thiết kế của họ thông qua mô hình lý thuyết và các kỹ thuật thực nghiệm. Các mô phỏng cho thấy khi chuỗi polyme kéo dài, nó đạt được trạng thái cơ bản có spin cao với hai electron không ghép spin được căn chỉnh, tương tự như các trạng thái được sử dụng trong qubit thể rắn. Phương pháp đo từ tính và...