Tipiche texture spin skyrmion dove la texture spin è indicata dalle frecce. Credito:ICN2
Il termine "materiali quantistici" è stato introdotto per evidenziare le proprietà esotiche dei superconduttori non convenzionali, sistemi a fermioni pesanti (materiali con proprietà elettroniche e magnetiche insolite) e ossidi multifunzionali. Più recentemente, la definizione si è ampliata per coprire tutti i materiali che consentono a scienziati e ingegneri di esplorare i fenomeni quantistici emergenti e le loro potenziali applicazioni.
Questo ampliamento del concetto mette insieme diversi campi della scienza e dell'ingegneria, dalla fisica della materia condensata e dell'atomo freddo alla scienza dei materiali e all'informatica quantistica. Il Prof. Feliciano Giustino (The University of Texas at Austin) e il Prof. ICREA Stephan Roche (Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology) si sono proposti di catturare un'istantanea degli ultimi sviluppi in questa vasta e veloce area di ricerca. Con questo scopo, La recensione "The 2020 Quantum Materials Roadmap" è stata pubblicata in Journal of Physics:Materiali .
Ventinove massimi esperti internazionali (sei dei centri BIST:Stephan Roche, Adriana I. Figueroa, Regina Galceran, Sergio O. Valenzuela e Marius V. Costache dell'ICN2, e Pol Forn-Díaz di IFAE) hanno partecipato a questa roadmap condividendo la loro visione e competenza in diverse aree:ossidi complessi, spin-liquidi quantistici, superconduttori cuprati, isolanti topologici, qubit superconduttori e semiconduttori, materiali iperbolici 2-D, i materiali per la coppia di spin e gli skyrmioni magnetici sono solo alcuni degli oggetti dal nome fantasioso oggetto di studio da parte degli esperti, il che mostra fino a che punto il termine materiali quantistici si sia effettivamente ampliato. La roadmap include anche il lavoro sull'apprendimento automatico, uno strumento che sta diventando sempre più importante per catalogare, ricercare e progettare nuovi materiali quantistici.
Comprendere bene tutti questi materiali non è solo di fondamentale interesse, ma potrebbe anche portare ad alcuni progressi tecnologici, come i tanto attesi computer quantistici, anche in una versione più robusta (i cosiddetti computer quantistici topologici non abeliani).
Gli autori si aspettano che, offrendo un quadro generale degli orizzonti emergenti nella ricerca sui materiali quantistici e indicando le direzioni in cui sono necessari ulteriori lavori e analisi, questa tabella di marcia favorirà nuove ricerche e collaborazioni interdisciplinari per affrontare queste e altre questioni ancora inesplorate.