O desenvolvemento dun ordenador cuántico que poida resolver problemas, que os ordenadores clásicos só poden resolver con moito esforzo ou non, este é o obxectivo que persegue actualmente un número cada vez maior de equipos de investigación en todo o mundo. O motivo: os efectos cuánticos, que se orixinan no mundo das partículas e estruturas máis pequenas, permiten moitas novas aplicacións tecnolóxicas. Os chamados supercondutores, que permiten procesar información e sinais segundo as leis da mecánica cuántica, considéranse compoñentes prometedores para a realización de ordenadores cuánticos. Non obstante, un punto de fricción das nanoestruturas supercondutoras é que só funcionan a temperaturas moi baixas e, polo tanto, son difíciles de aplicar nas aplicacións prácticas. googletag.cmd.push(function() {googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Os investigadores da Universidade de Münster e do Forschungszentrum Jülich demostraron agora, por primeira vez, o que se coñece como cuantización de enerxía en nanofíos feitos de supercondutores de alta temperatura, é dicir, supercondutores, nos que a temperatura é elevada por debaixo da cal predominan os efectos mecánicos cuánticos. O nanocío superconductor só asume estados de enerxía seleccionados que poderían usarse para codificar información. Nos supercondutores de alta temperatura, os investigadores tamén puideron observar por primeira vez a absorción dun só fotón, unha partícula de luz que serve para transmitir información.
“Por unha banda, os nosos resultados poden contribuír ao uso dunha tecnoloxía de refrixeración considerablemente simplificada nas tecnoloxías cuánticas no futuro e, por outra banda, ofrécennos unha visión completamente nova dos procesos que rexen os estados supercondutores e a súa dinámica, que aínda son non se entende", subliña o líder do estudo, xuño, o profesor Carsten Schuck, do Instituto de Física da Universidade de Münster. Polo tanto, os resultados poden ser relevantes para o desenvolvemento de novos tipos de tecnoloxía informática. O estudo foi publicado na revista Nature Communications.
Os científicos utilizaron supercondutores feitos cos elementos itrio, bario, óxido de cobre e osíxeno, ou YBCO para abreviar, a partir dos cales fabricaron uns fíos finos nanómetros. Cando estas estruturas conducen a corrente eléctrica prodúcense unha dinámica física denominada "deslizamentos de fase". No caso dos nanocables YBCO, as flutuacións da densidade do portador de carga provocan variacións na supercorrente. Os investigadores investigaron os procesos nos nanocables a temperaturas inferiores a 20 Kelvin, o que corresponde a menos 253 graos Celsius. En combinación cos cálculos do modelo, demostraron unha cuantificación dos estados de enerxía nos nanofíos. A temperatura á que os fíos entraron no estado cuántico atopouse entre 12 e 13 Kelvin, unha temperatura varios centos de veces maior que a temperatura necesaria para os materiais que se usan normalmente. Isto permitiu aos científicos producir resonadores, é dicir, sistemas oscilantes sintonizados con frecuencias específicas, con vida útil moito máis longa e manter os estados mecánicos cuánticos durante máis tempo. Este é un requisito previo para o desenvolvemento a longo prazo de computadoras cuánticas cada vez máis grandes.
Outros compoñentes importantes para o desenvolvemento de tecnoloxías cuánticas, pero potencialmente tamén para o diagnóstico médico, son os detectores que poden rexistrar incluso fotóns únicos. O grupo de investigación de Carsten Schuck na Universidade de Münster leva varios anos traballando no desenvolvemento deste tipo de detectores de fotón único baseados en supercondutores. O que xa funciona ben a baixas temperaturas, científicos de todo o mundo levan máis dunha década intentando conseguir con supercondutores de alta temperatura. Nos nanocables YBCO utilizados para o estudo, este intento triunfou agora por primeira vez. "Os nosos novos descubrimentos abren o camiño para novas descricións teóricas e desenvolvementos tecnolóxicos verificables experimentalmente", di o coautor Martin Wolff do grupo de investigación Schuck.
Podes estar seguro de que os nosos editores supervisan de preto todos os comentarios enviados e tomarán as medidas oportunas. As túas opinións son importantes para nós.
O teu enderezo de correo electrónico só se utiliza para informar ao destinatario quen enviou o correo electrónico. Nin o seu enderezo nin o enderezo do destinatario serán utilizados para ningún outro propósito. A información que introduza aparecerá na súa mensaxe de correo electrónico e Phys.org non a conservará de ningún xeito.
Recibe actualizacións semanais e/ou diarias na túa caixa de entrada. Podes cancelar a subscrición en calquera momento e nunca compartiremos os teus datos con terceiros.
Este sitio usa cookies para axudar coa navegación, analizar o uso que fai dos nosos servizos e proporcionar contido de terceiros. Ao usar o noso sitio, recoñeces que liches e entendes a nosa Política de privacidade e as Condicións de uso.
Hora de publicación: abril-07-2020