Un nuovo articolo pubblicato su Nature Communications da un team di fisici dell'Università di A ha tracciato la scoperta di nuove fasi quantistiche in sistemi a bassa dimensionalità.
L'articolo, "Criticità quantistica alla fusione criogenica di reticoli di bolle polari", è stato scritto da Wei Luo, un ricercatore post-dottorato; ricercatore associato Alireza Akbarzadeh; e i professori assistenti di ricerca Yousra Nahas e Sergei Prokhorenko. Nahas e Prohorenko fanno parte del gruppo di fisica computazionale della materia condensata guidato dall'illustre professore di fisica Laurent Bellaiche, che è stato anche autore collaboratore.
È noto che le fluttuazioni quantistiche, causate dalle vibrazioni dei fononi del punto zero, impediscono il verificarsi di fasi polari nei materiali ferroelettrici incipienti fino a zero gradi Kelvin. Ma si sa poco sugli effetti delle fluttuazioni quantistiche sui modelli topologici recentemente scoperti nelle nanostrutture ferroelettriche. I ricercatori hanno svelato come le fluttuazioni quantistiche influenzano la topologia di diverse fasi dipolari nei film ultrasottili di ossido ferroelettrico.
Il team ha scoperto che le fluttuazioni quantistiche inducono un punto critico quantistico, separando un reticolo di bolle esagonali da uno stato liquido caratterizzato da movimento spontaneo, creazione e annichilazione di bolle polari a temperature molto basse. Inoltre, le fluttuazioni quantistiche possono indurre nuove fasi quantistiche e queste fasi mostrano proprietà consuete, come la piezoelettricità negativa.
Luo ha spiegato che questi risultati potrebbero far avanzare lo sviluppo del calcolo neuromorfico.
"Il calcolo neuromorfico modella il funzionamento del cervello attraverso reti neurali", ha detto Luo. "Al contrario, l'informatica convenzionale si basa su transistor binari, che rappresentano 'acceso' o 'spento' e 'uno' o 'zero'. Le reti neurali a spillo emulano la capacità del cervello di trasmettere informazioni sia nella dimensione temporale che in quella spaziale, consentendo loro di produrre più dei due output binari caratteristici del calcolo convenzionale. Il calcolo neuromorfico presenta alcuni vantaggi rispetto al calcolo convenzionale, come l'efficienza energetica, l'elaborazione parallela. adattabilità e tolleranza agli errori."
Ulteriori informazioni: Wei Luo et al, Criticità quantistica allo scioglimento criogenico di reticoli di bolle polari, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-43598-0
Informazioni sul giornale: Comunicazioni sulla natura
Fornito dall'Università dell'Arkansas
