Глава 489. Внезапное вдохновение •
Результаты имитационного эксперимента дали Сюй Чуаню сильный стимул.
И это также заставило его еще раз укрепиться в решимости продолжать изучать и исследовать математику.
Кстати говоря, в этой жизни он не так уж много занимался глубокими исследованиями в области материалов, и до сих пор почти все его исследования и знания в области материалов исходят из прошлой жизни.
Но очевидно, что по сравнению с прошлой жизнью, его прорыв в материаловедении в этой жизни уже далеко превзошел ее.
Механизм высокотемпературных сверхпроводящих материалов, исследование модели вычислительного материаловедения, оптимизация медно-углеродно-серебряного композитного сверхпроводящего материала, единая структура сильно коррелированных электронных систем и другие прорывы - все это области, в которые он никогда не вступал в прошлой жизни.
И все это основано на математическом фундаменте, заложенном в этой жизни.
Надо сказать, что годы учебы в университете и Принстоне, его неоднократные прорывы в области математики значительно способствовали его развитию в области физики и материалов.
Что касается астрономии, то это можно назвать лишь дополнительным достижением.
Хотя в астрономическом сообществе и астрофизике это кажется очень важным, но для него в настоящее время результаты и прорывы не так важны.
В конце концов, метод расчета параметров далеких небесных тел, в нынешнюю эпоху, по его мнению, может быть использован только через несколько десятилетий или даже столетий.
По крайней мере, до того, как человечество покинет Солнечную систему, можно сказать, что он бесполезен.
Конечно, когда начнется будущая эпоха великих межзвездных путешествий, он принесет человеческой цивилизации драгоценные пригодные для жизни планеты.
Внимательно просмотрев распечатанные данные моделирования, Сюй Чуань снова начал их просматривать.
Беглого просмотра было недостаточно, чтобы он полностью понял весь имитационный эксперимент.
Внезапно, именно в этот момент, он уставился на строку данных в материалах и замер.
Глядя на данные имитационного эксперимента, Сюй Чуань в оцепенении погрузился в размышления, подождав немного, он, не обращая внимания на ожидавшего рядом старшего брата-мастера Фань Пэнъюэ, направился прямо в свой кабинет.
Фань Пэнъюэ, стоявший все это время позади него, подумал, что младший брат-мастер хочет что-то ему поручить, и шагнул вперед, чтобы последовать за ним.
Но вскоре он обнаружил, что все не так, как он себе представлял.
Потому что Сюй Чуань, сжимая распечатку, совершенно не обращал на него внимания, и, войдя в кабинет, с грохотом захлопнул дверь, прямо закрыв его снаружи.
Он, собиравшийся войти следом, чуть не врезался в нее.
Глядя на закрытую дверь, старший брат Фань был в полном недоумении.
QAQ, что происходит?
Постояв перед дверью и немного подумав, он, казалось, что-то вспомнил, потрогал нос, пожал плечами и развернулся, чтобы уйти.
Наверное, у этого младшего брата-мастера появилась какая-то новая идея?
Хотя он сам с таким не сталкивался, но он знал о гениальности этого младшего брата-мастера.
Когда он придет в себя, все будет хорошо.
А сейчас, сначала нужно заняться другими делами.
В кабинете Сюй Чуань уже забыл, что у него есть другие дела, и не заметил старшего брата-мастера, следовавшего за ним.
Захлопнув за собой дверь, он сел за свой рабочий стол.
Достав из ящика необходимую бумагу формата А4 и шариковую ручку, он открыл результаты имитационного эксперимента.
【H±W (P)= V±[(Px Py)Tx 2PxPyTy]± VzPzTz.】
【Ωαβj(k)= TrH Pj (k)αPj (k)βPj (k)i(αβ)，】
Записав две формулы, Сюй Чуань снова уставился на эти только что распечатанные материалы и погрузился в размышления.
Только что, проверяя эти материалы, он, казалось, уловил что-то смутное, почувствовал, что это важно, но сейчас в голове был полный хаос, и он ничего не мог разобрать.
Честно говоря, у него уже давно не было такого чувства.
Хотя он не мог вспомнить, что именно он обнаружил ранее, но он был уверен, что это важно!
Сильно коррелированная система является ядром физики конденсированного состояния, а конденсированное состояние в основном изучает системы, состоящие из большого количества частиц, основное содержание исследований включает классификацию состояний вещества, исследование новых и необычных фаз, понимание законов фазовых переходов и т.д.
В течение долгого времени теория фазовых переходов Ландау, основанная на "симметрии" и "параметре порядка", считалась "окончательной теорией" классификации конденсированных веществ, пока экспериментально не были обнаружены топологические квантовые состояния вещества. Самым известным примером, вероятно, является экспериментальное открытие квантового эффекта Холла.
В 1980 году Клаус фон Клитцинг и другие обнаружили, что при экстремально низких температурах и сильных магнитных полях двумерный электронный газ в инверсионном слое границы раздела Si-SiO2 демонстрирует квантованные плато холловского сопротивления, и это сопровождается появлением нулевого продольного сопротивления.
Это явление привело к теории топологического квантового фазового перехода, выходящей за рамки парадигмы Ландау, и в настоящее время стало центром исследований и передовым направлением физики конденсированного состояния.
Шаг за шагом, Сюй Чуань начал вспоминать и размышлять, начиная с самой физики конденсированного состояния, и когда квантовый эффект Холла вошел в его сознание, его взгляд постепенно прояснился.
Казалось, он нашел источник своего прежнего вдохновения.
Размышляя, он немного ускорил ход рассуждений.
"...С момента экспериментального открытия целочисленного квантового эффекта Холла было обнаружено довольно много топологических квантовых материалов и новых квантовых эффектов."
"Например, хиральные краевые состояния без потерь в магнитных топологических материалах могут реализовывать электронные устройства с низким энергопотреблением, а в топологических сверхпроводящих системах существуют майорановские нулевые моды и так далее."
"Последнее тесно связано с топологическими квантовыми вычислениями, и они являются двумя важными направлениями развития топологических квантовых состояний вещества, подождите, топологические квантовые состояния вещества... Я нашел!"
За рабочим столом Сюй Чуань взволнованно сжал кулаки и энергично взмахнул ими.
Он вновь обрел ту нить вдохновения, нашел то, что обнаружил в тех данных!
【Топологическая сверхпроводящая система!】
Область, отличная от обычных сверхпроводящих материалов, материал, применяемый в направлении топологических квантовых вычислений!
В топологических сверхпроводящих материалах есть очень важная вещь, называемая "майорановская нулевая мода".
Она обладает характеристиками неабелевых энионов и может использоваться для реализации топологических квантовых вычислений.
То есть для реализации квантовых вычислений в обычном смысле!
В 2001 году американский физик-теоретик Китаев предложил одномерную модель топологического сверхпроводника, на концах которой можно реализовать майорановскую нулевую моду.
И эта модель может использовать полупроводниковые нанопроволоки с сильной спин-орбитальной связью, которые могут быть связаны с s-волновым сверхпроводником под действием внешнего магнитного поля, а затем создавать высококачественные топологические квантовые битовые устройства.
Проще говоря, эта вещь может составлять основу квантового транзистора, а квантовый транзистор является ядром квантового чипа.
Конечно, какой бы важной ни была вещь, она неотделима от самого основного материала.
Традиционные чипы - это полупроводники, изготовленные из кремния в качестве сырья;
А сырье для квантовых чипов более разнообразно, это могут быть сверхпроводники, полупроводники, изоляторы или металлы. Но как бы то ни было, он неотделим от основного эффекта квантовых битов.
Как сделать так, чтобы квантовые биты выполняли свою миссию без помех, является основной проблемой современных квантовых устройств.
И топологические квантовые материалы теоретически имеют отличные характеристики в этом отношении.
Например, внутренний топологический сверхпроводник, который сам по себе имеет топологически нетривиальную зонную структуру.
А путем регулирования внешнего магнитного поля можно реализовать упорядоченные вихревые структуры с регулируемой плотностью и геометрией, что обеспечивает идеальную материальную платформу для манипулирования и плетения "майорановских нулевых мод".
И теоретически, четыре майорановские нулевые моды могут быть сплетены в один топологический квантовый бит, и операция плетения этих квазичастиц является важным способом реализации отказоустойчивых топологических квантовых вычислений.
Потому что она напрямую обходит сложную проблему традиционного квантового сверхпроводяще-полупроводникового интерфейса.
На самом деле, такой превосходный материал, естественно, привлек внимание научного сообщества.
Но у него есть и немало недостатков.
Как построить такой подходящий топологический квантовый материал - вот самая большая проблема.
Например, требуемые характеристики находятся слишком далеко от уровня Ферми, диапазон распределения энергии слишком велик и так далее.
Но для Сюй Чуаня он нашел теоретически осуществимый путь в имитационных данных.
Подумав об этом, Сюй Чуань быстро взял шариковую ручку со стола и начал писать на листе бумаги формата А4.
Хотя это внезапное вдохновение уже давно отклонилось от его первоначального исследования.
Но если все пойдет гладко, он, возможно, сможет предоставить полную теоретическую поддержку для решения этой проблемы и подтолкнуть появление квантового компьютера!