Dezvoltarea unui computer cuantic care poate rezolva probleme, pe care computerele clasice le pot rezolva doar cu mare efort sau deloc – acesta este obiectivul urmărit în prezent de un număr tot mai mare de echipe de cercetare din întreaga lume. Motivul: efectele cuantice, care provin din lumea celor mai mici particule și structuri, permit multe noi aplicații tehnologice. Așa-numiții supraconductori, care permit procesarea informațiilor și a semnalelor în conformitate cu legile mecanicii cuantice, sunt considerați componente promițătoare pentru realizarea calculatoarelor cuantice. Totuși, un punct de blocare al nanostructurilor supraconductoare este că acestea funcționează doar la temperaturi foarte scăzute și, prin urmare, sunt dificil de introdus în aplicații practice. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Cercetătorii de la Universitatea din Münster și Forschungszentrum Jülich au demonstrat acum, pentru prima dată, ceea ce se numește cuantificarea energiei în nanofire făcute din supraconductori de temperatură înaltă, adică supraconductori, în care temperatura este ridicată sub care predomină efectele mecanice cuantice. Nanofirul supraconductor presupune apoi doar stări de energie selectate care ar putea fi folosite pentru a codifica informații. În supraconductorii de înaltă temperatură, cercetătorii au putut observa și pentru prima dată absorbția unui singur foton, o particule de lumină care servește la transmiterea informațiilor.
„Pe de o parte, rezultatele noastre pot contribui la utilizarea tehnologiei de răcire considerabil simplificate în tehnologiile cuantice în viitor, iar pe de altă parte, ele ne oferă perspective complet noi asupra proceselor care guvernează stările supraconductoare și dinamica acestora, care sunt încă nu este înțeles”, subliniază liderul studiului, Jun. Prof. Carsten Schuck de la Institutul de Fizică de la Universitatea Münster. Rezultatele pot fi, prin urmare, relevante pentru dezvoltarea de noi tipuri de tehnologie informatică. Studiul a fost publicat în revista Nature Communications.
Oamenii de știință au folosit supraconductori formați din elementele ytriu, bariu, oxid de cupru și oxigen sau YBCO pe scurt, din care au fabricat fire subțiri de câțiva nanometri. Atunci când aceste structuri conduc curentul electric are loc o dinamică fizică numită „alunecări de fază”. În cazul nanofirelor YBCO, fluctuațiile densității purtătorului de sarcină provoacă variații ale supracurentului. Cercetătorii au investigat procesele din nanofire la temperaturi sub 20 Kelvin, ceea ce corespunde cu minus 253 de grade Celsius. În combinație cu calculele modelului, au demonstrat o cuantificare a stărilor de energie în nanofire. Temperatura la care firele au intrat în starea cuantică a fost găsită la 12 până la 13 Kelvin - o temperatură de câteva sute de ori mai mare decât temperatura necesară pentru materialele utilizate în mod normal. Acest lucru a permis oamenilor de știință să producă rezonatoare, adică sisteme oscilante reglate la frecvențe specifice, cu durate de viață mult mai lungi și să mențină stările mecanice cuantice pentru mai mult timp. Aceasta este o condiție prealabilă pentru dezvoltarea pe termen lung a computerelor cuantice din ce în ce mai mari.
Alte componente importante pentru dezvoltarea tehnologiilor cuantice, dar potențial și pentru diagnosticarea medicală, sunt detectoarele care pot înregistra chiar și fotoni unici. Grupul de cercetare al lui Carsten Schuck de la Universitatea Münster lucrează de câțiva ani la dezvoltarea unor astfel de detectoare cu un singur foton bazate pe supraconductori. Ceea ce funcționează deja bine la temperaturi scăzute, oamenii de știință din întreaga lume încearcă să obțină cu supraconductori de temperatură înaltă de mai bine de un deceniu. În nanofirele YBCO utilizate pentru studiu, această încercare a reușit acum pentru prima dată. „Noile noastre descoperiri deschid calea pentru noi descrieri teoretice și dezvoltări tehnologice verificabile experimental”, spune coautorul Martin Wolff de la grupul de cercetare Schuck.
Puteți fi siguri că editorii noștri monitorizează îndeaproape fiecare feedback trimis și vor lua măsurile corespunzătoare. Opiniile tale sunt importante pentru noi.
Adresa dvs. de e-mail este folosită numai pentru a informa destinatarul cine a trimis e-mailul. Nici adresa dvs., nici adresa destinatarului nu vor fi folosite în niciun alt scop. Informațiile pe care le introduceți vor apărea în mesajul dvs. de e-mail și nu sunt reținute de Phys.org sub nicio formă.
Primiți actualizări săptămânale și/sau zilnice livrate în căsuța dvs. de e-mail. Vă puteți dezabona oricând și nu vom împărtăși niciodată datele dvs. terților.
Acest site folosește cookie-uri pentru a ajuta la navigare, pentru a analiza utilizarea serviciilor noastre și pentru a furniza conținut de la terți. Prin utilizarea site-ului nostru, confirmați că ați citit și înțeles Politica noastră de confidențialitate și Termenii de utilizare.
Ora postării: Apr-07-2020