.){kind=link}
Untuk pertama kalinya, para ilmuwan menemukan di laboratorium keadaan materi yang telah lama diprediksi, tetapi sebelumnya tidak terlihat. Dengan menembakkan laser pada kisi atom rubidium yang sangat dingin, para ilmuwan memaksa atom-atom itu ke dalam sup ketidakpastian kuantum yang berantakan yang dikenal sebagai kuantum kepadatan putaran (cair).
Hipotesis keberadaan densitas spin kuantum – keadaan materi yang langka di mana tatanan magnetik jarak jauh tidak terbentuk pada suhu nol – diajukan pada tahun 1973. Tetapi baru-baru ini para ilmuwan pertama kali mengamati cairan spin kuantum dalam kondisi laboratorium.
Bagian "cair" milik elektron yang terus berubah dan berosilasi di dalam bahan magnetik pada suhu rendah. Tidak seperti magnet biasa, dalam hal ini elektron tidak stabil dan tidak mengendap di kisi terstruktur benda padat saat didinginkan. Sekarang keadaan ini telah dicatat, diharapkan penemuan ini akan mempercepat pengembangan komputer kuantum yang kuat.
"Ini adalah momen yang sangat istimewa di bidang ini," kata fisikawan kuantum Mykhailo Lukin dari Universitas Harvard di Massachusetts. "Anda benar-benar dapat menyentuh dan bahkan menyodok ke dalam keadaan eksotis ini, memanipulasinya untuk memahami sifat-sifatnya ... ini adalah keadaan materi baru yang belum pernah dapat diamati orang sebelumnya."
Magnet konvensional mengandung elektron yang spinnya berorientasi pada arah yang sama ke atas atau ke bawah yang menciptakan magnetisme. Dalam cairan spin kuantum, elektron ketiga diperkenalkan, jadi sementara dua putaran berlawanan menstabilkan satu sama lain, putaran elektron ketiga memecah keseimbangan. Ini menciptakan magnet "tidak teratur" di mana semua putaran tidak dapat stabil dalam arah yang sama.
Untuk membuat pola kisi tidak teratur mereka sendiri, tim menggunakan simulator kuantum yang dapat diprogram yang dibuat pada tahun 2017. Simulator menggunakan program komputer kuantum untuk menahan atom dalam bentuk sembarang dengan laser – seperti bujur sangkar, segitiga, atau sarang lebah – dan dapat digunakan untuk merancang berbagai interaksi dan proses kuantum. Simulator menggunakan sinar laser terfokus ketat untuk mengatur atom secara individual, dan dengan mengatur atom rubidium dalam kisi berpola segitiga, para peneliti dapat membuat magnet yang tidak stabil dengan sifat belitan kuantum – di mana perubahan dalam satu atom bertepatan dengan atom terjerat kedua.
Ikatan antara atom menunjukkan bahwa kepadatan spin kuantum memang telah dibuat.
"Anda dapat mendorong atom sejauh yang Anda inginkan, Anda dapat mengubah frekuensi laser, Anda benar-benar dapat mengubah parameter alam dengan cara yang tidak dapat Anda lakukan pada materi di mana hal-hal ini dipelajari sebelumnya," kata kuantum fisikawan Subir Sachdev dari Universitas Harvard. "Di sini Anda dapat melihat setiap atom dan melihat apa yang dilakukannya."
Komputer kuantum dibangun di atas bit kuantum, atau qubit, dan diharapkan cairan putaran kuantum akan membantu mengembangkan qubit topologi yang lebih terlindungi dari gangguan dan gangguan eksternal.
Baca juga: