Pembangunan komputer kuantum yang boleh menyelesaikan masalah, yang hanya boleh diselesaikan oleh komputer klasik dengan usaha yang gigih atau tidak sama sekali—inilah matlamat yang sedang diusahakan oleh pasukan penyelidik di seluruh dunia yang semakin meningkat. Sebabnya: Kesan kuantum, yang berasal dari dunia zarah dan struktur terkecil, membolehkan banyak aplikasi teknologi baharu. Superkonduktor yang dipanggil, yang membenarkan pemprosesan maklumat dan isyarat mengikut undang-undang mekanik kuantum, dianggap sebagai komponen yang menjanjikan untuk merealisasikan komputer kuantum. Walau bagaimanapun, titik melekat pada struktur nano superkonduktor ialah ia hanya berfungsi pada suhu yang sangat rendah dan oleh itu sukar untuk dibawa ke dalam aplikasi praktikal. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Penyelidik di Universiti Münster dan Forschungszentrum Jülich kini, buat pertama kalinya, menunjukkan apa yang dikenali sebagai pengkuantitian tenaga dalam wayar nano yang diperbuat daripada superkonduktor suhu tinggi—iaitu superkonduktor, di mana suhu dinaikkan di bawah yang mana kesan mekanikal kuantum mendominasi. Wayar nano superkonduktor kemudian menganggap hanya keadaan tenaga terpilih yang boleh digunakan untuk mengekod maklumat. Dalam superkonduktor suhu tinggi, para penyelidik juga dapat memerhatikan buat pertama kalinya penyerapan satu foton, zarah cahaya yang berfungsi untuk menghantar maklumat.
“Di satu pihak, keputusan kami boleh menyumbang kepada penggunaan teknologi penyejukan yang dipermudahkan dalam teknologi kuantum pada masa hadapan, dan sebaliknya, mereka menawarkan kami pandangan baharu sepenuhnya tentang proses yang mengawal keadaan superkonduktor dan dinamiknya, yang masih tidak difahami,” menekankan ketua kajian Jun. Prof. Carsten Schuck dari Institut Fizik di Universiti Münster. Hasilnya mungkin relevan untuk pembangunan jenis teknologi komputer baru. Kajian itu telah diterbitkan dalam jurnal Nature Communications.
Para saintis menggunakan superkonduktor yang diperbuat daripada unsur yttrium, barium, kuprum oksida dan oksigen, atau singkatannya YBCO, yang mana mereka menghasilkan beberapa wayar nipis nanometer. Apabila struktur ini mengalirkan arus elektrik dinamik fizikal yang dipanggil 'gelinciran fasa' berlaku. Dalam kes wayar nano YBCO, turun naik ketumpatan pembawa cas menyebabkan variasi dalam arus super. Para penyelidik menyiasat proses dalam wayar nano pada suhu di bawah 20 Kelvin, yang sepadan dengan tolak 253 darjah Celsius. Dalam kombinasi dengan pengiraan model, mereka menunjukkan kuantisasi keadaan tenaga dalam wayar nano. Suhu di mana wayar memasuki keadaan kuantum didapati pada 12 hingga 13 Kelvin—suhu beberapa ratus kali lebih tinggi daripada suhu yang diperlukan untuk bahan yang biasa digunakan. Ini membolehkan para saintis menghasilkan resonator, iaitu sistem berayun yang ditala kepada frekuensi tertentu, dengan jangka hayat yang lebih lama dan mengekalkan keadaan mekanikal kuantum lebih lama. Ini adalah prasyarat untuk pembangunan jangka panjang komputer kuantum yang lebih besar.
Komponen penting selanjutnya untuk pembangunan teknologi kuantum, tetapi juga berpotensi untuk diagnostik perubatan, adalah pengesan yang boleh mendaftar walaupun foton tunggal. Kumpulan penyelidikan Carsten Schuck di Universiti Münster telah berusaha selama beberapa tahun untuk membangunkan pengesan foton tunggal berdasarkan superkonduktor. Apa yang telah berfungsi dengan baik pada suhu rendah, para saintis di seluruh dunia telah cuba capai dengan superkonduktor suhu tinggi selama lebih daripada satu dekad. Dalam wayar nano YBCO yang digunakan untuk kajian, percubaan ini kini berjaya buat kali pertama. "Penemuan baharu kami membuka jalan untuk penerangan teori dan perkembangan teknologi baharu yang boleh disahkan secara eksperimen," kata pengarang bersama Martin Wolff dari kumpulan penyelidikan Schuck.
Anda boleh yakin bahawa editor kami memantau dengan teliti setiap maklum balas yang dihantar dan akan mengambil tindakan yang sewajarnya. Pendapat anda penting bagi kami.
Alamat e-mel anda hanya digunakan untuk memberitahu penerima siapa yang menghantar e-mel. Alamat anda mahupun alamat penerima tidak akan digunakan untuk sebarang tujuan lain. Maklumat yang anda masukkan akan dipaparkan dalam mesej e-mel anda dan tidak disimpan oleh Phys.org dalam sebarang bentuk.
Dapatkan kemas kini mingguan dan/atau harian dihantar ke peti masuk anda. Anda boleh berhenti melanggan pada bila-bila masa dan kami tidak akan berkongsi butiran anda kepada pihak ketiga.
Tapak ini menggunakan kuki untuk membantu navigasi, menganalisis penggunaan perkhidmatan kami oleh anda dan menyediakan kandungan daripada pihak ketiga. Dengan menggunakan tapak kami, anda mengakui bahawa anda telah membaca dan memahami Dasar Privasi dan Syarat Penggunaan kami.
Masa siaran: Apr-07-2020