Распрацоўка квантавага камп'ютара, які можа вырашаць праблемы, якія класічныя камп'ютэры могуць вырашаць толькі з вялікімі намаганнямі або зусім не вырашаць - гэта мэта, якую ў цяперашні час ставіць перад сабой пастаянна расце колькасць даследчых груп па ўсім свеце. Прычына: квантавыя эфекты, якія паходзяць са свету найдрабнейшых часціц і структур, дазваляюць выкарыстоўваць мноства новых тэхналагічных прымянення. Перспектыўнымі кампанентамі для рэалізацыі квантавых кампутараў лічацца так званыя звышправаднікі, якія дазваляюць апрацоўваць інфармацыю і сігналы па законах квантавай механікі. Аднак праблема звышправодных нанаструктур заключаецца ў тым, што яны функцыянуюць толькі пры вельмі нізкіх тэмпературах і таму іх цяжка прымяніць на практыцы. googletag.cmd.push(функцыя() {googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2');});
Даследчыкі з Універсітэта Мюнстэра і Forschungszentrum Jülich зараз упершыню прадэманстравалі тое, што вядома як квантаванне энергіі ў нанаправадах, зробленых з высокатэмпературных звышправаднікоў, г.зн. звышправаднікоў, у якіх тэмпература павышана, ніжэй за якую пераважаюць квантава-механічныя эфекты. Затым звышправодны нанаправод прымае толькі выбраныя энергетычныя станы, якія можна выкарыстоўваць для кадавання інфармацыі. У высокатэмпературных звышправадніках даследчыкі таксама ўпершыню змаглі назіраць паглынанне аднаго фатона, часціцы святла, якая служыць для перадачы інфармацыі.
«З аднаго боку, нашы вынікі могуць спрыяць выкарыстанню значна спрошчанай тэхналогіі астуджэння ў квантавых тэхналогіях у будучыні, а з іншага боку, яны прапануюць нам цалкам новае ўяўленне аб працэсах, якія кіруюць звышправоднымі станамі і іх дынамікай, якія ўсё яшчэ застаюцца не зразумелы», - падкрэслівае кіраўнік даследавання, прафесар Карстэн Шук з Інстытута фізікі Мюнстэрскага ўніверсітэта. Такім чынам, вынікі могуць мець дачыненне да распрацоўкі новых тыпаў камп'ютэрных тэхналогій. Даследаванне апублікавана ў часопісе Nature Communications.
Навукоўцы выкарысталі звышправаднікі з элементаў ітрый, барый, аксід медзі і кісларод, або скарочана YBCO, з якіх яны вырабілі тонкія правады ў некалькі нанаметраў. Калі гэтыя структуры праводзяць электрычны ток, адбываецца фізічная дынаміка, званая «праслізгваннем фазы». У выпадку нанаправадоў YBCO ваганні шчыльнасці носьбітаў зарада выклікаюць змены звыштоку. Даследчыкі даследавалі працэсы ў нанопроводах пры тэмпературы ніжэй за 20 Кельвінаў, што адпавядае мінус 253 градусам Цэльсія. У спалучэнні з мадэльнымі разлікамі яны прадэманстравалі квантаванне энергетычных станаў у нанаправодках. Тэмпература, пры якой правады пераходзілі ў квантавы стан, была ад 12 да 13 Кельвінаў - тэмпература ў некалькі сотняў разоў вышэйшая за тэмпературу, неабходную для матэрыялаў, якія звычайна выкарыстоўваюцца. Гэта дазволіла навукоўцам вырабіць рэзанатары, г.зн. вагальныя сістэмы, настроеныя на пэўныя частоты, са значна большым часам жыцця і даўжэй падтрымліваць квантава-механічныя станы. Гэта неабходная ўмова для доўгатэрміновага развіцця ўсё большых квантавых кампутараў.
Іншымі важнымі кампанентамі для развіцця квантавых тэхналогій, але патэнцыйна таксама для медыцынскай дыягностыкі, з'яўляюцца дэтэктары, якія могуць рэгістраваць нават адзінкавыя фатоны. Даследчая група Карстэна Шука з Універсітэта Мюнстэра некалькі гадоў працавала над распрацоўкай такіх аднафатонных дэтэктараў на аснове звышправаднікоў. Тое, што ўжо добра працуе пры нізкіх тэмпературах, навукоўцы ўсяго свету спрабуюць дасягнуць з дапамогай высокатэмпературных звышправаднікоў больш за дзесяць гадоў. У нанаправодках YBCO, якія выкарыстоўваліся для даследавання, гэтая спроба ўпершыню ўдалася. «Нашы новыя высновы адкрываюць шлях для новых тэарэтычных апісанняў і тэхналагічных распрацовак, якія паддаюцца эксперыментальнай праверцы», - кажа сааўтар Марцін Вольф з даследчай групы Schuck.
Вы можаце быць упэўнены, што нашы рэдактары ўважліва сочаць за кожным адпраўленым водгукам і прымуць адпаведныя меры. Ваша меркаванне важнае для нас.
Ваш адрас электроннай пошты выкарыстоўваецца толькі для таго, каб паведаміць атрымальніку, хто адправіў ліст. Ні ваш адрас, ні адрас атрымальніка не будуць выкарыстоўвацца ні ў якіх іншых мэтах. Інфармацыя, якую вы ўводзіце, з'явіцца ў вашым паведамленні электроннай пошты і не захоўваецца Phys.org ні ў якой форме.
Атрымлівайце штотыднёвыя і/або штодзённыя абнаўленні на вашу паштовую скрыню. Вы можаце адмовіцца ад падпіскі ў любы час, і мы ніколі не перадамо вашы дадзеныя трэцім асобам.
Гэты сайт выкарыстоўвае файлы cookie для дапамогі ў навігацыі, аналізу выкарыстання вамі нашых сэрвісаў і прадастаўлення кантэнту ад трэціх асоб. Выкарыстоўваючы наш сайт, вы пацвярджаеце, што прачыталі і зразумелі нашу Палітыку прыватнасці і Умовы выкарыстання.
Час публікацыі: 07 красавіка 2020 г