Þróun skammtatölvu sem getur leyst vandamál, sem klassískar tölvur geta aðeins leyst með mikilli fyrirhöfn eða alls ekki — þetta er markmiðið sem sífellt vaxandi fjöldi rannsóknarteyma um heim allan er að sækjast eftir. Ástæðan: Skammtaáhrif, sem eru upprunnin í heimi minnstu agna og mannvirkja, gera margar nýjar tæknilegar beitingar kleift. Svokallaðir ofurleiðarar, sem gera kleift að vinna úr upplýsingum og merkjum samkvæmt lögmálum skammtafræðinnar, eru taldir vænlegir íhlutir til að gera skammtatölvur að veruleika. Ástæður ofurleiðandi nanóbygginga er hins vegar að þau virka aðeins við mjög lágt hitastig og því erfitt að koma þeim í hagnýt notkun. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Vísindamenn við háskólann í Münster og Forschungszentrum Jülich sýndu nú í fyrsta sinn fram á það sem kallast orkumæling í nanóvírum úr háhita ofurleiðurum — þ.e. ofurleiðurum, þar sem hitastigið er hækkað undir þar sem skammtafræðiáhrif eru ríkjandi. Ofurleiðandi nanóvírinn gerir þá aðeins ráð fyrir valin orkuástand sem hægt væri að nota til að umrita upplýsingar. Í háhita ofurleiðurunum gátu rannsakendur einnig í fyrsta sinn fylgst með frásogi einni ljóseind, ljóseind sem þjónar til að senda upplýsingar.
„Annars vegar geta niðurstöður okkar stuðlað að því að nota töluvert einfaldaða kælitækni í skammtatækni í framtíðinni og hins vegar veita þær okkur alveg nýja innsýn í ferla sem stjórna ofurleiðandi ríkjum og gangverki þeirra, sem eru enn ekki skilið,“ leggur áherslu á rannsóknarleiðtogann jún. Prófessor Carsten Schuck frá Eðlisfræðistofnun Münster háskólans. Niðurstöðurnar gætu því skipt máli fyrir þróun nýrra tegunda tölvutækni. Rannsóknin hefur verið birt í tímaritinu Nature Communications.
Vísindamennirnir notuðu ofurleiðara úr frumefnunum yttríum, baríum, koparoxíði og súrefni, eða YBCO í stuttu máli, sem þeir bjuggu til nokkra nanómetra þunna víra. Þegar þessi mannvirki leiða rafstraum eiga sér stað eðlisfræðileg gangverki sem kallast „fasaskriður“. Þegar um YBCO nanóvíra er að ræða, valda sveiflur í þéttleika hleðslubera breytileika í ofstraumnum. Rannsakendur rannsökuðu ferlana í nanóvírum við hitastig undir 20 Kelvin, sem samsvarar mínus 253 gráðum á Celsíus. Ásamt líkanareikningum sýndu þeir fram á magngreiningu á orkuástandi í nanóvírum. Hitastigið þar sem vírarnir fóru í skammtafræðilegt ástand fannst við 12 til 13 Kelvin - hitastig nokkrum hundruðum sinnum hærra en hitastigið sem krafist er fyrir þau efni sem venjulega eru notuð. Þetta gerði vísindamönnum kleift að framleiða resonators, þ.e. sveiflukerfi stillt á ákveðna tíðni, með mun lengri líftíma og til að viðhalda skammtafræðilegu ástandi lengur. Þetta er forsenda langtímaþróunar sífellt stærri skammtatölva.
Fleiri mikilvægir þættir fyrir þróun skammtatækni, en hugsanlega einnig fyrir læknisfræðilega greiningu, eru skynjarar sem geta skráð jafnvel stakar ljóseindir. Rannsóknarhópur Carsten Schuck við háskólann í Münster hefur unnið í nokkur ár að þróun slíkra einljóseindaskynjara sem byggja á ofurleiðurum. Það sem þegar virkar vel við lágt hitastig hafa vísindamenn um allan heim reynt að ná með háhita ofurleiðurum í meira en áratug. Í YBCO nanóvírum sem notaðir voru við rannsóknina hefur þessi tilraun nú tekist í fyrsta skipti. „Nýjar niðurstöður okkar ryðja brautina fyrir nýjar fræðilegar lýsingar sem hægt er að sannreyna með tilraunum og tækniþróun,“ segir meðhöfundur Martin Wolff frá Schuck rannsóknarhópnum.
Þú getur verið viss um að ritstjórar okkar fylgjast náið með öllum endurgjöfum sem sendar eru og munu grípa til viðeigandi aðgerða. Skoðanir þínar eru mikilvægar fyrir okkur.
Netfangið þitt er aðeins notað til að láta viðtakandann vita hver sendi tölvupóstinn. Hvorki heimilisfangið þitt né heimilisfang viðtakandans verður notað í öðrum tilgangi. Upplýsingarnar sem þú slærð inn munu birtast í tölvupóstinum þínum og eru ekki varðveittar af Phys.org í neinu formi.
Fáðu vikulegar og/eða daglegar uppfærslur sendar í pósthólfið þitt. Þú getur sagt upp áskrift hvenær sem er og við munum aldrei deila upplýsingum þínum til þriðja aðila.
Þessi síða notar vafrakökur til að aðstoða við siglingar, greina notkun þína á þjónustu okkar og veita efni frá þriðja aðila. Með því að nota síðuna okkar, viðurkennir þú að þú hafir lesið og skilið persónuverndarstefnu okkar og notkunarskilmála.
Pósttími: Apr-07-2020