Datblygu cyfrifiadur cwantwm a all ddatrys problemau, na all cyfrifiaduron clasurol ond eu datrys gydag ymdrech fawr neu ddim o gwbl - dyma'r nod sy'n cael ei ddilyn ar hyn o bryd gan nifer cynyddol o dimau ymchwil ledled y byd. Y rheswm: Mae effeithiau cwantwm, sy'n tarddu o fyd y gronynnau a'r strwythurau lleiaf, yn galluogi llawer o gymwysiadau technolegol newydd. Ystyrir bod uwch-ddargludyddion, fel y'u gelwir, sy'n caniatáu prosesu gwybodaeth a signalau yn unol â chyfreithiau mecaneg cwantwm, yn gydrannau addawol ar gyfer gwireddu cyfrifiaduron cwantwm. Un pwynt glynu wrth nanostrwythurau uwch-ddargludo, fodd bynnag, yw eu bod yn gweithredu ar dymheredd isel iawn yn unig ac felly'n anodd eu cyflwyno i gymwysiadau ymarferol. googletag.cmd.push(swyddogaeth() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Mae ymchwilwyr ym Mhrifysgol Münster a Forschungszentrum Jülich nawr, am y tro cyntaf, wedi dangos yr hyn a elwir yn feintioli ynni mewn nanowires wedi'u gwneud o uwch-ddargludyddion tymheredd uchel - hy uwch-ddargludyddion, lle mae'r tymheredd yn uwch na'r hyn y mae effeithiau mecanyddol cwantwm yn dominyddu. Yna mae'r nanowire uwchddargludol yn rhagdybio dim ond cyflyrau egni dethol y gellid eu defnyddio i amgodio gwybodaeth. Yn yr uwch-ddargludyddion tymheredd uchel, roedd yr ymchwilwyr hefyd yn gallu gweld am y tro cyntaf am amsugno un ffoton, gronyn ysgafn sy'n gwasanaethu i drosglwyddo gwybodaeth.
“Ar y naill law, gall ein canlyniadau gyfrannu at y defnydd o dechnoleg oeri sylweddol symlach mewn technolegau cwantwm yn y dyfodol, ac ar y llaw arall, maent yn cynnig mewnwelediadau cwbl newydd i ni ar y prosesau sy'n llywodraethu gwladwriaethau uwch-ddargludo a'u dynameg, sy'n dal i fod. heb ei ddeall,” pwysleisia arweinydd yr astudiaeth Jun. Yr Athro Carsten Schuck o'r Sefydliad Ffiseg ym Mhrifysgol Münster. Gall y canlyniadau felly fod yn berthnasol ar gyfer datblygu mathau newydd o dechnoleg gyfrifiadurol. Mae'r astudiaeth wedi'i chyhoeddi yn y cyfnodolyn Nature Communications.
Defnyddiodd y gwyddonwyr uwchddargludyddion wedi'u gwneud o'r elfennau yttrium, bariwm, copr ocsid ac ocsigen, neu YBCO yn fyr, y gwnaethant wneud ychydig o wifrau tenau nanomedr ohonynt. Pan fydd yr adeileddau hyn yn dargludo cerrynt trydanol mae dynameg ffisegol a elwir yn 'lithriadau gwedd' yn digwydd. Yn achos nanowires YBCO, mae amrywiadau yn nwysedd y cludwr tâl yn achosi amrywiadau yn yr uwchlif. Ymchwiliodd yr ymchwilwyr i'r prosesau yn y nanowires ar dymheredd o dan 20 Kelvin, sy'n cyfateb i minws 253 gradd Celsius. Mewn cyfuniad â chyfrifiadau model, fe wnaethant ddangos meintioliad o gyflyrau egni yn y nanowires. Canfuwyd bod y tymheredd pan aeth y gwifrau i mewn i'r cyflwr cwantwm rhwng 12 a 13 Kelvin - tymheredd gannoedd o weithiau'n uwch na'r tymheredd sy'n ofynnol ar gyfer y deunyddiau a ddefnyddir fel arfer. Galluogodd hyn i'r gwyddonwyr gynhyrchu cyseinyddion, hy systemau oscillaidd wedi'u tiwnio i amleddau penodol, gydag oes llawer hirach ac i gynnal y cyflyrau mecanyddol cwantwm am gyfnod hwy. Mae hyn yn rhagofyniad ar gyfer datblygiad hirdymor cyfrifiaduron cwantwm mwy fyth.
Elfennau pwysig pellach ar gyfer datblygu technolegau cwantwm, ond hefyd o bosibl ar gyfer diagnosteg feddygol, yw synwyryddion a all gofrestru hyd yn oed ffotonau sengl. Mae grŵp ymchwil Carsten Schuck ym Mhrifysgol Münster wedi bod yn gweithio ers sawl blwyddyn ar ddatblygu synwyryddion un ffoton o'r fath yn seiliedig ar uwch-ddargludyddion. Yr hyn sydd eisoes yn gweithio'n dda ar dymheredd isel, mae gwyddonwyr ledled y byd wedi bod yn ceisio ei gyflawni gydag uwch-ddargludyddion tymheredd uchel am fwy na degawd. Yn y nanowires YBCO a ddefnyddiwyd ar gyfer yr astudiaeth, mae'r ymgais hon bellach wedi llwyddo am y tro cyntaf. “Mae ein canfyddiadau newydd yn paratoi’r ffordd ar gyfer disgrifiadau damcaniaethol a datblygiadau technolegol newydd y gellir eu gwirio’n arbrofol,” meddai’r cyd-awdur Martin Wolff o grŵp ymchwil Schuck.
Gallwch fod yn sicr bod ein golygyddion yn monitro pob adborth a anfonir yn agos ac y byddant yn cymryd camau priodol. Mae eich barn yn bwysig i ni.
Dim ond i roi gwybod i'r derbynnydd a anfonodd yr e-bost y defnyddir eich cyfeiriad e-bost. Ni fydd eich cyfeiriad na chyfeiriad y derbynnydd yn cael eu defnyddio at unrhyw ddiben arall. Bydd y wybodaeth a roddwch yn ymddangos yn eich neges e-bost ac ni chaiff ei chadw gan Phys.org mewn unrhyw ffurf.
Derbyn diweddariadau wythnosol a/neu ddyddiol i'ch mewnflwch. Gallwch ddad-danysgrifio unrhyw bryd ac ni fyddwn byth yn rhannu eich manylion i drydydd parti.
Mae'r wefan hon yn defnyddio cwcis i gynorthwyo â llywio, dadansoddi eich defnydd o'n gwasanaethau, a darparu cynnwys gan drydydd partïon. Trwy ddefnyddio ein gwefan, rydych yn cydnabod eich bod wedi darllen a deall ein Polisi Preifatrwydd a Thelerau Defnyddio.
Amser post: Ebrill-07-2020