Совместная исследовательская группа из Университета Гонконга (университет), Институт физики Китайской академии наук, Лаборатория материалов, озера Суншань, бэйханский Университетский спортивный комплекс в Пекине и Фуданьский университет в Шанхае, представляет собой успешный пример современной квантовой материал исследования эпохи. С помощью государственно-оф-искусства квантовых многочастичных моделирования, проведенные на самых быстрых в мире суперкомпьютеров (Тяньхэ-я и Tianhe-ИИИ образцы в Национальном суперкомпьютерном центре в Тяньцзине и Гуанчжоу-II в Национальном суперкомпьютерном центре в Гуанчжоу), они добились точных модельных расчетов для редкоземельного Магнита TmMgGaO4 (TMGO). Они обнаружили, что материал, под правильным температурным режимом, могли бы реализовать давно искала-после двух-мерного топологического Костерлица-Таулеса (КТ) этапе, который завершен стремление к выявлению КТ физики в квантовой магнитные материалы в течение полувека. Исследовательская работа была опубликована в Nature Сommunications.
Квантовые материалы становятся основой непрерывного процветания человеческого общества. Из следующего поколения АИ-вычислительных чипов, которые выходят за пределы закона Мура (закон есть наблюдение, что количество транзисторов в плотном интегральных схемах удваивается примерно каждые два года, наши компьютеры и смартфоны, все они основаны на успехе его. Тем не менее, как размер транзисторов становится все меньше в масштабе нанометра, поведение электроны подчиняются квантовой механике, закон Мура ожидается отскок очень скоро), к высокоскоростной поезд на магнитной подвеске и блок топологических квантовых компьютеров, исследования вдоль этих направлений относятся к области квантового материаловедения.
Однако, такие исследования отнюдь не легко. Сложность заключается в том, что ученым предстоит решить еще миллионы тысяч электронов в материале в квантово-механическим путем (отсюда и квантовой материалы называют также квантовой многочастичной системы), это далеко за пределы времени, бумаги и карандаш, и требует вместо современной квантовой многочастичной вычислительной техники и расширенного анализа. Благодаря быстрому развитию суперкомпьютерных платформ во всем мире, ученые и инженеры сейчас делают большое использование этих вычислительное оборудование и передовые математические средства для изучения лучших материалов на благо нашего общества.
Исследования, вдохновленные теорией фазовых КТ avocated Джей Майкл Костерлица, Дэвид Дж Таулеса и Ф М Дункан Холдейн, лауреаты Нобелевской премии в Phyiscs 2016. Они были награждены за свои теоретические открытия топологических фаз и фазовых переходов вещества. Топология-это новый способ классификации и прогнозирования свойств материалов в области физики конденсированного состояния, и в настоящее время становится основной поток квантового материаловедения и индустрии, с широким потенциалом применения в квантовых вычислениях, lossless передачу сигналов на информационные технологии и т. д. Еще в 1970-х, Костерлица и Таулеса предсказал существование топологической фазы, следовательно, названный после их как фазы КТ в квантовых магнитных материалов. Однако, хотя такие явления были обнаружены в сверхтекучестью и сверхпроводников, фаза КТ еще не поняли в массе магнитного материала.
Объединенная команда во главе с доктором Зи Ян Мэн с: Университет, д-р Вэй ли из Университета Бэйхан и профессор ян ци от Фуданьский университет. Их совместными усилиями были выявлены комплексные свойства материала TMGO. Например, самонастраивающиеся тензорного исчисления сетевых, они вычисляемых свойств модельной системы при различной температуре, магнитном поле, а путем сравнения с соответствующими экспериментальными материал, они выделили необходимую микроскопических параметров модели. С правильным микромодели на руки, они затем проводят квантового Монте-Карло и получены спектры магнитного рассеяния нейтронов при различных температурах (рассеяния нейтронов является метод обнаружения материальная структура и магнитные свойства, ближайший такой объект в Гонконг-это Китай источнике нейтронов скалывания в городе Дунгуань, провинция Гуандун). Магнитные спектры с его уникальной подписи в точке M-динамический отпечаток топологической фазы КТ, который был предложен более полувека назад.
«Эта работа обеспечивает недостающую часть топологического КТ явлений в объемных магнитных материалов, и завершил полвека погоню, которая в конечном итоге приводит к Нобелевской премии по физике 2016 года. С топологической фазы вещества-это основная тема конденсированных сред и квантовой материал исследования в настоящее время, предполагается, что эта работа послужит вдохновением для многих последующих теоретических и экспериментальных исследований, и в самом деле, многообещающие результаты для дальнейшей идентификации топологических свойств в квантовой Магнита были получены из совместной команды и наших сотрудников», — сказал д-р Менг.
Доктор Мэн добавил: «совместная группа исследования через Гонконг, Пекин и Шанхай также устанавливает протокол современной квантовой материал исследования, таких протокола, безусловно, приведет к более глубоким и впечатляющим открытиям в квантовой материалов. Расчет мощность наших смартфонов на сегодняшний день является более мощным, чем суперкомпьютеры 20 лет назад, можно оптимистично предположить, что при правильной квантовой материал, как строительный блок, персональных устройств в 20 лет, безусловно, может быть более мощным, чем самый быстрый суперкомпьютер прямо сейчас, с минимальными затратами энергии расходы повседневной аккумулятор».
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!