В отличие от классического эффекта Холла, который был открыт в 1879 году и с тех пор широко применяется в датчиках скорости колес автомобилей, смартфонах и игровых контроллерах, нелинейный эффект Холла позволяет преобразовывать переменные электрические сигналы в постоянный ток без использования традиционных диодов и крупных деталей. При этом напряжение генерируется перпендикулярно приложенному переменному току даже в отсутствие магнитного поля.

Изучая теллурид висмута, высококачественный топологический материал с необычными электронными свойствами, ученые из Сингапура и других стран обнаружили, что нелинейный эффект Холла сохраняет стабильность при температуре вплоть до комнатной.

Главным открытием стала возможность контролировать направление и силу генерируемого напряжения с помощью температуры. При низких температурах поведением эффекта управляют микроскопические дефекты материала. При повышении температуры естественные колебания кристаллической решетки изменяют направление электрического сигнала.

«Как только вы понимаете, что происходит внутри материала, вы можете создавать устройства, использующие это преимущество, — пояснил Ци. — Тогда квантовые эффекты перестают быть абстрактными и начинают приносить пользу в устройствах будущего, от самопитаемых датчиков и носимой электроники до сверхбыстрых компонентов для сетей следующего поколения».

Швейцарские исследователи представили программируемый фотонный чип, способный генерировать все четыре состояния Белла — фундаментальные типы квантовой запутанности. Это достижение, по мнению экспертов, является критически важным шагом на пути к созданию масштабируемых и практичных квантовых сетей связи.