กุญแจสำคัญในการพัฒนาวัสดุสำหรับรากฐานของคอมพิวเตอร์ควอนตัม

กลุ่มวิจัยระหว่างประเทศได้สังเกตสถานะของคอปเปอร์ออกไซด์ซึ่งองศาอิสระของวงโคจรไม่แข็งตัวที่อุณหภูมิต่ำ และอิเล็กตรอนผันผวนเนื่องจากความผันผวนของควอนตัม กลุ่มยังได้ชี้แจงช่วงเวลาของความผันผวนของควอนตัมเหล่านี้ในการทดลองเรโซแนนซ์อิเล็กตรอนแบบหมุนหลายความถี่ (ESR) ในสนามแม่เหล็กแรงสูงเป็นครั้งแรก อิเล็กตรอนมีอิสระสามระดับ: สปิน ออร์บิทัล และประจุไฟฟ้า ในฟิสิกส์ของสสารควบแน่น การศึกษามวลรวมที่เกิดขึ้นจากอะตอมและไอออนหลายตัว เช่น คริสตัลและแก้ว การทำให้เกิดสถานะของ "ควอนตัมสปินของเหลว" ซึ่งองศาอิสระในการหมุนจะไม่แข็งตัวแม้ในอุณหภูมิที่ต่ำมาก เพื่อเป็นหนึ่งในเป้าหมายในสนาม Foundation ในทองแดงออกไซด์ชนิด perovskite ซึ่งเป็นโครงสร้างผลึกทั่วไปของโลหะออกไซด์ ความเป็นไปได้ของการบรรลุสถานะของเหลวในวงโคจรของการหมุนควอนตัม (รูปที่ 1) ซึ่งทั้งองศาอิสระในการหมุนและองศาอิสระในการโคจรจะไม่แข็งตัวแม้ในอุณหภูมิที่ต่ำมาก . การวิจัยร่วมกันโดยใช้ตัวอย่างคุณภาพสูงซึ่งกลุ่มนี้มีส่วนร่วม ได้อธิบายว่าความผิดเพี้ยนของยาห์น-เทลเลอร์ ซึ่งแสดงว่าระดับความอิสระของวงโคจรจะเยือกแข็ง ไม่ได้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิต่ำ อย่างไรก็ตาม ไม่มีหลักฐานโดยตรงของสถานะของเหลวในวงโคจรควอนตัมสปิน เช่น การสังเกตไดนามิกส์ควอนตัมวงโคจรในสปิน Masayuki Hagiwara ศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยโอซาก้า Takehito Nakano ผู้ช่วยศาสตราจารย์ และ Yasuo Nozoe ศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยโอซาก้า ร่วมกับ Satoru Nakatsuji ศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยโตเกียว และ Yibo Han รองศาสตราจารย์ที่ Hauzhong University of Science and Technology สอบได้คะแนนสูง - ผลึกเดี่ยวที่มีคุณภาพของคอปเปอร์ออกไซด์ชนิดเพอรอฟสไคต์ (6H-Ba3CuSb2O9) โดยใช้เครื่องมืออิเล็กตรอนสปินเรโซแนนซ์ (ESR) ที่มีช่วงความถี่กว้างที่ศูนย์สร้างสนามแม่เหล็กแรงสูงในมหาวิทยาลัยโอซาก้า เป็นผลให้ในขณะที่ความถี่ต่ำ องศาอิสระของวงโคจรไม่แข็งตัวที่อุณหภูมิต่ำมาก แต่ที่ความถี่สูง องศาอิสระของวงโคจรเหล่านี้จะแข็งตัว