量子ビットを記憶するフラッシュメモリーへの道を示す発見(Discovery points path to flash like memory for storing qubits)

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2024-04-05 ライス大学

米国のライス大学の物理学者たちは、相変化する量子材料を発見し、そのような材料をさらに見つける方法を見つけました。これらの材料は、量子コンピュータがオフの状態でも量子ビット(qubits)を記憶できるようなフラッシュメモリの作成に利用できます。彼らは鉄、ゲルマニウム、テルルの結晶を熱で切り替え、異なる電子相の間をトグルする方法を示しました。これらの相は電子の運動を制限し、トポロジカルに保護された量子状態を生み出し、量子コンピューティングにおけるエラーを削減する可能性があります。

<関連情報>

室温に近いファンデルワールス強磁性体における可逆的な不揮発性電子スイッチング Reversible non-volatile electronic switching in a near-room-temperature van der Waals ferromagnet

Han Wu,Lei Chen,Paul Malinowski,Bo Gyu Jang,Qinwen Deng,Kirsty Scott,Jianwei Huang,Jacob P. C. Ruff,Yu He,Xiang Chen,Chaowei Hu,Ziqin Yue,Ji Seop Oh,Xiaokun Teng,Yucheng Guo,Mason Klemm,Chuqiao Shi,Yue Shi,Chandan Setty,Tyler Werner,Makoto Hashimoto,Donghui Lu,Turgut Yilmaz,Elio Vescovo,… Ming Yi
Nature Communications  Published:28 March 2024
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-024-46862-z

量子ビットを記憶するフラッシュメモリーへの道を示す発見(Discovery points path to flash like memory for storing qubits)

Abstract

Non-volatile phase-change memory devices utilize local heating to toggle between crystalline and amorphous states with distinct electrical properties. Expanding on this kind of switching to two topologically distinct phases requires controlled non-volatile switching between two crystalline phases with distinct symmetries. Here, we report the observation of reversible and non-volatile switching between two stable and closely related crystal structures, with remarkably distinct electronic structures, in the near-room-temperature van der Waals ferromagnet Fe5−δGeTe2. We show that the switching is enabled by the ordering and disordering of Fe site vacancies that results in distinct crystalline symmetries of the two phases, which can be controlled by a thermal annealing and quenching method. The two phases are distinguished by the presence of topological nodal lines due to the preserved global inversion symmetry in the site-disordered phase, flat bands resulting from quantum destructive interference on a bipartite lattice, and broken inversion symmetry in the site-ordered phase.

0403電子応用
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