क्वांटम तंत्रज्ञान: सुपरकंडक्टिंग प्रक्रियांमध्ये नवीन अंतर्दृष्टी

क्वांटम कॉम्प्युटरचा विकास जो समस्या सोडवू शकतो, ज्याला शास्त्रीय संगणक केवळ मोठ्या प्रयत्नाने सोडवू शकतात किंवा अजिबात नाही - हेच उद्दिष्ट सध्या जगभरातील सतत वाढत असलेल्या संशोधन कार्यसंघांद्वारे पाठपुरावा केला जात आहे. कारण: क्वांटम इफेक्ट्स, जे सर्वात लहान कण आणि संरचनांच्या जगातून उद्भवतात, अनेक नवीन तांत्रिक अनुप्रयोग सक्षम करतात. तथाकथित सुपरकंडक्टर, जे क्वांटम मेकॅनिक्सच्या नियमांनुसार माहिती आणि सिग्नल्सवर प्रक्रिया करण्यास परवानगी देतात, क्वांटम कॉम्प्युटर साकारण्यासाठी आश्वासक घटक मानले जातात. तथापि, सुपरकंडक्टिंग नॅनोस्ट्रक्चर्सचा एक महत्त्वाचा मुद्दा असा आहे की ते केवळ अत्यंत कमी तापमानात कार्य करतात आणि त्यामुळे व्यावहारिक अनुप्रयोगात आणणे कठीण आहे. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });

मुन्स्टर आणि फोर्स्चुंग्सझेनट्रम ज्युलिच विद्यापीठातील संशोधकांनी आता प्रथमच, उच्च-तापमानाच्या सुपरकंडक्टर-म्हणजे सुपरकंडक्टर्सपासून बनवलेल्या नॅनोवायरमध्ये ऊर्जा क्वांटायझेशन म्हणून ओळखले जाणारे प्रात्यक्षिक दाखवले, ज्यामध्ये क्वांटम मेकॅनिकल इफेक्ट्सच्या खाली तापमान वाढवले ​​जाते. सुपरकंडक्टिंग नॅनोवायर नंतर केवळ निवडक ऊर्जा अवस्था गृहीत धरते ज्याचा वापर माहिती एन्कोड करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. उच्च-तापमानाच्या सुपरकंडक्टरमध्ये, संशोधकांना प्रथमच एकाच फोटॉनचे शोषण, माहिती प्रसारित करण्यासाठी काम करणारा प्रकाश कण देखील पाहण्यास सक्षम होते.

“एकीकडे, आमचे परिणाम भविष्यात क्वांटम तंत्रज्ञानामध्ये बऱ्याच प्रमाणात सरलीकृत कूलिंग तंत्रज्ञानाच्या वापरास हातभार लावू शकतात आणि दुसरीकडे, ते आम्हाला सुपरकंडक्टिंग राज्ये आणि त्यांच्या गतिशीलतेचे संचालन करणाऱ्या प्रक्रियांबद्दल पूर्णपणे नवीन अंतर्दृष्टी देतात, जे अजूनही आहेत. समजले नाही,” मंस्टर युनिव्हर्सिटीच्या इन्स्टिट्यूट ऑफ फिजिक्समधील अभ्यास प्रमुख जून. प्रो. कार्स्टन शुक यावर जोर देतात. त्यामुळे नवीन प्रकारच्या संगणक तंत्रज्ञानाच्या विकासासाठी परिणाम संबंधित असू शकतात. नेचर कम्युनिकेशन्स जर्नलमध्ये हा अभ्यास प्रकाशित झाला आहे.

शास्त्रज्ञांनी यट्रिअम, बेरियम, कॉपर ऑक्साईड आणि ऑक्सिजन किंवा YBCO या घटकांपासून बनवलेल्या सुपरकंडक्टरचा वापर केला, ज्यातून त्यांनी काही नॅनोमीटर पातळ तारा तयार केल्या. जेव्हा या संरचना विद्युत प्रवाह चालवतात तेव्हा 'फेज स्लिप्स' म्हणतात. YBCO nanowires च्या बाबतीत, चार्ज वाहक घनतेच्या चढउतारांमुळे सुपरकरंटमध्ये फरक होतो. संशोधकांनी 20 केल्विनपेक्षा कमी तापमानात नॅनोवायरमधील प्रक्रिया तपासल्या, जे उणे 253 अंश सेल्सिअसशी संबंधित आहे. मॉडेल गणनेच्या संयोजनात, त्यांनी नॅनोवायरमधील ऊर्जा अवस्थांचे परिमाणीकरण प्रदर्शित केले. तारा ज्या तापमानात क्वांटम अवस्थेत प्रवेश करतात ते तापमान 12 ते 13 केल्विन आढळले - हे तापमान सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या सामग्रीसाठी आवश्यक असलेल्या तापमानापेक्षा शंभरपट जास्त आहे. यामुळे शास्त्रज्ञांना रेझोनेटर्स, म्हणजे विशिष्ट फ्रिक्वेन्सीला ट्यून केलेल्या दोलन प्रणाली, दीर्घ आयुष्यासह आणि क्वांटम यांत्रिक अवस्था अधिक काळ टिकवून ठेवण्यास सक्षम केले. कधीही मोठ्या क्वांटम संगणकांच्या दीर्घकालीन विकासासाठी ही एक पूर्व शर्त आहे.

क्वांटम तंत्रज्ञानाच्या विकासासाठी पुढील महत्त्वाचे घटक, परंतु संभाव्यत: वैद्यकीय निदानासाठी, डिटेक्टर आहेत जे अगदी सिंगल-फोटॉनची नोंदणी करू शकतात. म्युन्स्टर युनिव्हर्सिटीमधील कार्स्टेन शुकचा संशोधन गट सुपरकंडक्टरवर आधारित असे सिंगल-फोटॉन डिटेक्टर विकसित करण्यावर अनेक वर्षांपासून काम करत आहे. जे आधीच कमी तापमानात चांगले कार्य करते, जगभरातील शास्त्रज्ञ एका दशकाहून अधिक काळ उच्च-तापमान सुपरकंडक्टरसह साध्य करण्याचा प्रयत्न करीत आहेत. अभ्यासासाठी वापरल्या जाणाऱ्या YBCO नॅनोवायरमध्ये, हा प्रयत्न आता प्रथमच यशस्वी झाला आहे. "आमचे नवीन निष्कर्ष नवीन प्रायोगिकपणे सत्यापित करण्यायोग्य सैद्धांतिक वर्णने आणि तांत्रिक विकासासाठी मार्ग मोकळा करतात," शुक संशोधन गटातील सह-लेखक मार्टिन वोल्फ म्हणतात.

तुम्हाला खात्री आहे की आमचे संपादक पाठवलेल्या प्रत्येक अभिप्रायाचे बारकाईने निरीक्षण करतील आणि योग्य ती कारवाई करतील. तुमची मते आमच्यासाठी महत्त्वाची आहेत.

तुमचा ईमेल पत्ता केवळ प्राप्तकर्त्याला ईमेल कोणी पाठवला हे कळवण्यासाठी वापरला जातो. तुमचा पत्ता किंवा प्राप्तकर्त्याचा पत्ता इतर कोणत्याही कारणासाठी वापरला जाणार नाही. तुम्ही एंटर केलेली माहिती तुमच्या ई-मेल मेसेजमध्ये दिसेल आणि Phys.org द्वारे कोणत्याही स्वरूपात राखून ठेवलेली नाही.

तुमच्या इनबॉक्समध्ये साप्ताहिक आणि/किंवा दैनंदिन अपडेट्स मिळवा. तुम्ही कधीही सदस्यत्व रद्द करू शकता आणि आम्ही तुमचे तपशील तृतीय पक्षांना कधीही शेअर करणार नाही.

ही साइट नेव्हिगेशनमध्ये मदत करण्यासाठी, आमच्या सेवांच्या तुमच्या वापराचे विश्लेषण करण्यासाठी आणि तृतीय पक्षांकडून सामग्री प्रदान करण्यासाठी कुकीज वापरते. आमची साइट वापरून, तुम्ही कबूल करता की तुम्ही आमचे गोपनीयता धोरण आणि वापर अटी वाचल्या आणि समजून घेतल्या आहेत.