Razvoj kvantnog računara koji može da rešava probleme, koje klasični računari mogu rešiti samo uz veliki napor ili nikako – to je cilj kojem trenutno teži sve veći broj istraživačkih timova širom sveta. Razlog: Kvantni efekti, koji potiču iz svijeta najmanjih čestica i struktura, omogućavaju mnoge nove tehnološke primjene. Takozvani superprovodnici, koji omogućavaju obradu informacija i signala prema zakonima kvantne mehanike, smatraju se perspektivnim komponentama za realizaciju kvantnih računara. Međutim, ključna tačka supravodljivih nanostruktura je to što one funkcionišu samo na veoma niskim temperaturama i stoga ih je teško primeniti u praktične primene. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Istraživači sa Univerziteta Münster i Forschungszentrum Jülich sada su po prvi put demonstrirali ono što je poznato kao kvantizacija energije u nanožicama napravljenim od visokotemperaturnih supravodiča—tj. superprovodnika, u kojima je temperatura povišena ispod koje prevladavaju kvantno-mehanički efekti. Superprovodljiva nanožica tada preuzima samo odabrana energetska stanja koja bi se mogla koristiti za kodiranje informacija. U visokotemperaturnim supravodičima, istraživači su također po prvi put bili u mogućnosti da promatraju apsorpciju jednog fotona, svjetlosne čestice koja služi za prijenos informacija.
“S jedne strane, naši rezultati mogu doprinijeti korištenju znatno pojednostavljene tehnologije hlađenja u kvantnim tehnologijama u budućnosti, a s druge strane, nude nam potpuno nove uvide u procese koji upravljaju supravodljivim stanjima i njihovu dinamiku, koja je još uvijek prisutna. nije shvaćeno”, naglašava voditelj studije Jun. prof. Carsten Schuck sa Instituta za fiziku na Univerzitetu u Minsteru. Rezultati bi stoga mogli biti relevantni za razvoj novih tipova računarske tehnologije. Studija je objavljena u časopisu Nature Communications.
Naučnici su koristili superprovodnike napravljene od elemenata itrijuma, barijuma, bakarnog oksida i kiseonika, ili skraćeno YBCO, od kojih su proizveli žice tanke nekoliko nanometara. Kada ove strukture provode električnu struju dolazi do fizičke dinamike koja se naziva 'proklizavanje faze'. U slučaju YBCO nanožica, fluktuacije gustine nosioca naboja uzrokuju varijacije u superstruji. Istraživači su istraživali procese u nanožicama na temperaturama ispod 20 Kelvina, što odgovara minus 253 stepena Celzijusa. U kombinaciji s modelskim proračunima, demonstrirali su kvantizaciju energetskih stanja u nanožicama. Temperatura na kojoj su žice ušle u kvantno stanje pronađena je na 12 do 13 Kelvina - temperatura nekoliko stotina puta viša od temperature potrebne za materijale koji se inače koriste. Ovo je omogućilo naučnicima da proizvode rezonatore, odnosno oscilirajuće sisteme podešene na određene frekvencije, sa mnogo dužim životnim vekom i da duže održavaju kvantnomehanička stanja. Ovo je preduslov za dugoročni razvoj sve većih kvantnih računara.
Daljnje važne komponente za razvoj kvantnih tehnologija, ali potencijalno i za medicinsku dijagnostiku, su detektori koji mogu registrovati čak i pojedinačne fotone. Istraživačka grupa Carstena Schucka na Univerzitetu u Münsteru već nekoliko godina radi na razvoju takvih jednofotonskih detektora zasnovanih na supravodičima. Ono što već dobro funkcioniše na niskim temperaturama, naučnici širom sveta pokušavaju da postignu sa visokotemperaturnim superprovodnicima više od jedne decenije. U YBCO nanožicama korištenim za studiju, ovaj pokušaj je sada po prvi put uspio. “Naša nova otkrića utiru put novim eksperimentalno provjerljivim teoretskim opisima i tehnološkom razvoju,” kaže koautor Martin Wolff iz Schuck istraživačke grupe.
Možete biti sigurni da naši urednici pažljivo prate svaku poslanu povratnu informaciju i da će poduzeti odgovarajuće radnje. Vaša mišljenja su nam važna.
Vaša e-mail adresa se koristi samo da bi se primalac obavijestio ko je poslao email. Ni vaša adresa ni adresa primaoca neće se koristiti u druge svrhe. Informacije koje unesete pojavit će se u vašoj e-poruci i Phys.org ih ne zadržava ni u kakvom obliku.
Primajte sedmične i/ili dnevne novosti koje vam dostavljaju u inbox. Možete se odjaviti u bilo kojem trenutku i nikada nećemo dijeliti vaše podatke trećim stranama.
Ova stranica koristi kolačiće za pomoć pri navigaciji, analizu vašeg korištenja naših usluga i pružanje sadržaja trećih strana. Korištenjem naše stranice potvrđujete da ste pročitali i razumjeli našu Politiku privatnosti i Uslove korištenja.
Vrijeme objave: Apr-07-2020