Kvantinio kompiuterio, galinčio išspręsti problemas, kurias klasikiniai kompiuteriai gali išspręsti tik su didelėmis pastangomis arba visai ne, sukūrimas – tai yra tikslas, kurio šiuo metu siekia vis daugiau visame pasaulyje dirbančių tyrėjų grupių. Priežastis: kvantiniai efektai, atsirandantys iš mažiausių dalelių ir struktūrų pasaulio, leidžia pritaikyti daugybę naujų technologinių pritaikymų. Vadinamieji superlaidininkai, leidžiantys apdoroti informaciją ir signalus pagal kvantinės mechanikos dėsnius, laikomi perspektyviais komponentais kvantiniams kompiuteriams realizuoti. Tačiau superlaidžių nanostruktūrų kliūtis yra ta, kad jos veikia tik labai žemoje temperatūroje, todėl jas sunku pritaikyti praktiškai. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Miunsterio universiteto ir Forschungszentrum Jülich tyrėjai pirmą kartą pademonstravo tai, kas žinoma kaip energijos kvantavimas nanolaiduose, pagamintuose iš aukštos temperatūros superlaidininkų, ty superlaidininkų, kurių temperatūra yra aukštesnė, o žemiau vyrauja kvantinis mechaninis poveikis. Tada superlaidus nanolaidas prisiima tik pasirinktas energijos būsenas, kurios gali būti naudojamos informacijai koduoti. Aukštos temperatūros superlaidininkuose tyrėjai taip pat pirmą kartą galėjo stebėti vieno fotono, šviesos dalelės, skirtos informacijai perduoti, absorbciją.
„Viena vertus, mūsų rezultatai gali padėti ateityje panaudoti žymiai supaprastintą aušinimo technologiją kvantinėse technologijose, kita vertus, jie suteikia mums visiškai naujų įžvalgų apie procesus, valdančius superlaidžias būsenas ir jų dinamiką, kuri vis dar tebėra nesuprato“, – pabrėžia tyrimo vadovas Jun. prof. Carstenas Schuckas iš Miunsterio universiteto Fizikos instituto. Todėl rezultatai gali būti svarbūs kuriant naujų tipų kompiuterines technologijas. Tyrimas buvo paskelbtas žurnale Nature Communications.
Mokslininkai panaudojo superlaidininkus, pagamintus iš itrio, bario, vario oksido ir deguonies elementų arba sutrumpintai YBCO, iš kurių pagamino kelių nanometrų plonumo laidus. Kai šios struktūros praleidžia elektros srovę, atsiranda fizinė dinamika, vadinama „fazių slydimu“. YBCO nanolaidų atveju krūvininkų tankio svyravimai sukelia supersrovės pokyčius. Tyrėjai ištyrė procesus nanolaideliuose esant žemesnei nei 20 kelvinų temperatūrai, o tai atitinka minus 253 laipsnius Celsijaus. Kartu su modelio skaičiavimais jie parodė nanolaidelių energijos būsenų kvantavimą. Temperatūra, kurioje laidai pateko į kvantinę būseną, buvo 12–13 kelvinų – kelis šimtus kartų aukštesnė už temperatūrą, reikalingą įprastai naudojamoms medžiagoms. Tai leido mokslininkams gaminti rezonatorius, ty svyruojančias sistemas, pritaikytas tam tikriems dažniams, kurių tarnavimo laikas daug ilgesnis, ir ilgiau išlaikyti kvantines mechanines būsenas. Tai būtina sąlyga ilgalaikiam vis didesnių kvantinių kompiuterių kūrimui.
Kiti svarbūs kvantinių technologijų, bet galbūt ir medicininės diagnostikos, komponentai yra detektoriai, galintys registruoti net pavienius fotonus. Carsteno Schucko tyrimų grupė Miunsterio universitete jau keletą metų dirbo kurdama tokius vieno fotono detektorius, pagrįstus superlaidininkais. Tai, kas jau gerai veikia esant žemai temperatūrai, viso pasaulio mokslininkai jau daugiau nei dešimtmetį bandė pasiekti aukštos temperatūros superlaidininkais. Tyrimui naudotuose YBCO nanolaideliuose šis bandymas dabar pavyko pirmą kartą. „Mūsų nauji atradimai atveria kelią naujiems eksperimentiškai patikrinamiems teoriniams aprašymams ir technologijų plėtrai“, – sako bendraautorius Martinas Wolffas iš Schuck tyrimų grupės.
Galite būti tikri, kad mūsų redaktoriai atidžiai stebi kiekvieną atsiųstą atsiliepimą ir imsis atitinkamų veiksmų. Jūsų nuomonė mums svarbi.
Jūsų el. pašto adresas naudojamas tik tam, kad gavėjas žinotų, kas atsiuntė laišką. Nei jūsų adresas, nei gavėjo adresas nebus naudojami jokiais kitais tikslais. Įvesta informacija bus rodoma el. pašto žinutėje ir Phys.org jos jokia forma nesaugo.
Gaukite kas savaitę ir (arba) kasdienius atnaujinimus, kurie bus pristatyti į gautuosius. Galite bet kada atsisakyti prenumeratos ir mes niekada nesidalinsime jūsų informacija trečiosioms šalims.
Ši svetainė naudoja slapukus, kad padėtų naršyti, analizuoti jūsų naudojimąsi mūsų paslaugomis ir teikti turinį iš trečiųjų šalių. Naudodamiesi mūsų svetaine patvirtinate, kad perskaitėte ir supratote mūsų privatumo politiką ir naudojimo sąlygas.
Paskelbimo laikas: 2020-07-07