Эксперименты с нейтронным рассеянием и компьютерное моделирование подтвердили: одномерный квантовый проводник не подчиняется классическим законам. Его магнитные цепочки тесно связаны с электронами проводимости, создавая среду, где квантовые эффекты доминируют. Это делает материал идеальной «площадкой» для изучения явлений вроде сверхпроводимости или перехода между металлическим и изоляторным состояниями — важных процессов для создания квантовых компьютеров.

«Раньше такие системы были теоретическими. Теперь у нас есть инструмент, чтобы проектировать материалы, где магнетизм и проводимость не конкурируют, а усиливают друг друга», — пояснила профессор Мейган Аронсон, руководитель исследования. Команда вырастила более 400 кристаллов Ti4MnBi2, чтобы проверить и доказать его уникальные свойства.

Практическое значение открытия — в перспективе создания устройств спинтроники, где информация передаётся не электрическими зарядами, а магнитными импульсами. Это может привести к появлению памяти с рекордной плотностью и скоростью, а также компонентов для квантовых симуляторов. Учёные уже исследуют, как использовать квантовую цепь для улучшения стабильности кубитов.

Прогнозируется, что в ближайшее десятилетие на основе подобных материалов появятся прототипы устройств, превосходящих классические аналоги. «Мы стоим на пороге нового этапа в квантовых технологиях, где материалы вроде Ti4MnBi2 станут строительными блоками», — заключил доктор Альберто Ночера, соавтор работы. Ожидается, что следующие исследования позволят «настроить» свойства таких соединений для конкретных применений — от обработки данных до датчиков нового поколения.