Учёные сделали изолятор из двух проводников — скрученные слои графена не перестают удивлять

Если слои повернуты на один градус относительно друг друга, на сверхпроводимость влияет квантовомеханическое туннелирование между слоями. А если повернуть слои более чем на два градуса относительно друг друга,  электроны больше не смогут туннелировать между слоями.

В результате приложения электрического поля в одном из слоёв могут появиться электроны, а в другом — дырки. И электроны, и дырки могут проводить электрический ток и можно было бы ожидать, что вместе они образуют еще более хороший проводник. Но при определенных полях происходит прямо противоположное — ток не протекает, если дырок и электронов одинаковое количество. Звучит абсурдно, поэтому введем понятие «волны зарядовой плотности».

Волны зарядовой плотности — это периодическое перераспределение зарядов в пространстве, обусловленное малыми смещениями ионов в кристаллической решётке. В проведенном эксперименте электроны и дырки «соединяются» друг с другом за счет электростатического притяжения и, таким образом, образуют волну зарядовой плотности. Эта волна, однако, состоит из электрически нейтральных электронно-дырочных пар (также называемых экситонами), так что такие слои не могут проводить электрический ток. Ценность исследования, опубликованного в Science, в том, что такое нейтральное состояние возможно полностью контролировать через угол закручивания и приложенное напряжение. 

Подобные состояния наблюдались и в других материалах, но в них экситоны создавались за счёт воздействия лазерного света. В этом эксперименте электроны и дырки находятся в состоянии с наименьшей энергией (основном состоянии),а значит, они стабильны. Это можно использовать, чтобы сделать квантовую память менее восприимчивой к электрическим шумам. 

Квантовая память — память, которая «задерживает» состояние кубита перед очередным квантовым логическим элементом (ещё их называют «вентилями»). Сохранить состояние кубита в прямом смысле этого слова мы не можем, так как любая попытка определить состояние волновой функции мгновенно «схлопнет» результат в 0 или 1. Такое явление ещё называют редукцией волновой функции. В таком изоляторе возможно увеличить или уменьшить линию задержки.