De term 'kwantummaterialen' werd geïntroduceerd om de exotische eigenschappen van onconventionele supergeleiders te benadrukken, heavy-fermion-systemen (materialen met ongebruikelijke elektronische en magnetische eigenschappen) en multifunctionele oxiden. Recenter, de definitie is verbreed en omvat alle materialen waarmee wetenschappers en ingenieurs opkomende kwantumverschijnselen en hun mogelijke toepassingen kunnen onderzoeken.

Deze verbreding van het concept brengt verschillende gebieden van wetenschap en techniek samen, van gecondenseerde materie en koude-atoomfysica tot materiaalwetenschap en kwantumcomputers. Prof. Feliciano Giustino (Universiteit van Texas in Austin) en ICREA Prof. Stephan Roche (Catalaans Instituut voor Nanowetenschappen en Nanotechnologie) stelden zichzelf voor om een ​​momentopname vast te leggen van de laatste ontwikkelingen in dit uitgestrekte en snel veranderende onderzoeksgebied. Met dit doel, "The 2020 Quantum Materials Roadmap" review is gepubliceerd in Journal of Physics:Materialen .

Negenentwintig internationale toonaangevende experts (zes van BIST-centra:Stephan Roche, Adriana I. Figueroa, Regina Galceran, Sergio O. Valenzuela en Marius V. Costache van ICN2, en Pol Forn-Díaz van IFAE) hebben deelgenomen aan deze roadmap en delen hun visie en expertise op verschillende gebieden:complexe oxiden, quantum spin-vloeistoffen, cuprate supergeleiders, topologische isolatoren, supergeleider en halfgeleider qubits, 2-D hyperbolische materialen, spintorsiematerialen en magnetische skyrmionen zijn slechts enkele van de mooie objecten die door de experts worden bestudeerd, waaruit blijkt in hoeverre de term kwantummaterialen inderdaad is verbreed. De roadmap omvat ook het werk aan machine learning, een tool die steeds belangrijker wordt om te catalogiseren, zoeken en ontwerpen van nieuwe kwantummaterialen.

Al deze materialen goed begrijpen is niet alleen van fundamenteel belang, maar het kan ook leiden tot technologische vooruitgang, zoals de zeer verwachte kwantumcomputers, zelfs in een robuustere versie (de zogenaamde niet-abelse topologische kwantumcomputers).

De auteurs verwachten dat, door een groot beeld te bieden van de opkomende horizonten in het onderzoek naar kwantummaterialen en door de richtingen aan te geven waar verder werk en analyse nodig is, deze routekaart zal nieuwe onderzoeken en interdisciplinaire samenwerkingen bevorderen om deze en andere nog onontgonnen problemen aan te pakken.