Forskere arbejder på at skabe en køreplan for kvantematerialer

Udtrykket 'kvantematerialer' blev introduceret for at fremhæve de eksotiske egenskaber ved ukonventionelle superledere, tunge fermionsystemer (materialer med usædvanlige elektroniske og magnetiske egenskaber) og multifunktionelle oxider. For nylig, definitionen er blevet udvidet til at dække alle de materialer, der gør det muligt for forskere og ingeniører at udforske nye kvantefænomener og deres potentielle anvendelser.

Denne udvidelse af konceptet samler forskellige områder inden for videnskab og teknik, fra kondenseret stof og koldatomfysik til materialevidenskab og kvanteberegning. Prof. Feliciano Giustino (Universitetet i Texas i Austin) og ICREA-professor Stephan Roche (Catalansk Institut for Nanovidenskab og Nanoteknologi) foreslog sig selv for at tage et øjebliksbillede af den seneste udvikling inden for dette enorme og hurtige forskningsområde. Med dette mål, "The 2020 Quantum Materials Roadmap" anmeldelse er blevet offentliggjort i Journal of Physics:Materialer .

Niogtyve internationale førende eksperter (seks af dem fra BIST-centre:Stephan Roche, Adriana I. Figueroa, Regina Galceran, Sergio O. Valenzuela og Marius V. Costache fra ICN2, og Pol Forn-Díaz fra IFAE) har deltaget i denne køreplan og deler deres vision og ekspertise på forskellige områder:komplekse oxider, kvante spin-væsker, cuprate superledere, topologiske isolatorer, superleder- og halvleder-qubits, 2-D hyperbolske materialer, spin-momentmaterialer og magnetiske skyrmioner er blot nogle af de smarte navngivne genstande, som eksperterne studerer, som viser i hvilket omfang begrebet kvantematerialer faktisk er blevet udvidet. Køreplanen inkluderer også arbejde med maskinlæring, et værktøj, der bliver stadig vigtigere at katalogisere, søge og designe nye kvantematerialer.

At forstå alle disse materialer er ikke kun af fundamental interesse, men det kan også føre til nogle teknologiske fremskridt, såsom de meget forventede kvantecomputere, endda i en mere robust version (de såkaldte ikke-abelske topologiske kvantecomputere).

Forfatterne forventer, at ved at give et stort billede af de nye horisonter inden for kvantematerialeforskning og ved at pege på retningerne, hvor der er behov for yderligere arbejde og analyser, denne køreplan vil fremme nye undersøgelser og tværfaglige samarbejder for at løse disse og andre endnu uudforskede problemer.