Ang pagbuo ng isang quantum computer na maaaring malutas ang mga problema, na ang mga klasikal na computer ay malulutas lamang nang may matinding pagsisikap o hindi man—ito ang layunin na kasalukuyang hinahabol ng patuloy na lumalaking bilang ng mga research team sa buong mundo. Ang dahilan: Ang mga quantum effect, na nagmula sa mundo ng pinakamaliliit na particle at istruktura, ay nagbibigay-daan sa maraming bagong teknolohikal na aplikasyon. Ang tinatawag na mga superconductor, na nagpapahintulot sa pagproseso ng impormasyon at mga signal ayon sa mga batas ng quantum mechanics, ay itinuturing na mga promising component para sa pagsasakatuparan ng mga quantum computer. Ang isang malagkit na punto ng mga superconducting nanostructure, gayunpaman, ay gumagana lamang sila sa napakababang temperatura at samakatuwid ay mahirap dalhin sa mga praktikal na aplikasyon. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Ang mga mananaliksik sa Unibersidad ng Münster at Forschungszentrum Jülich ngayon, sa unang pagkakataon, ay nagpakita ng tinatawag na quantization ng enerhiya sa mga nanowire na gawa sa mga superconductor na may mataas na temperatura—ibig sabihin, mga superconductor, kung saan ang temperatura ay nakataas sa ibaba kung saan nangingibabaw ang mga quantum mechanical effects. Ang superconducting nanowire pagkatapos ay ipinapalagay lamang ang mga piling estado ng enerhiya na maaaring magamit upang i-encode ang impormasyon. Sa mga superconductor na may mataas na temperatura, napagmasdan din ng mga mananaliksik sa unang pagkakataon ang pagsipsip ng isang photon, isang light particle na nagsisilbing maghatid ng impormasyon.
"Sa isang banda, ang aming mga resulta ay maaaring mag-ambag sa paggamit ng lubos na pinasimple na teknolohiya sa paglamig sa mga teknolohiyang quantum sa hinaharap, at sa kabilang banda, nag-aalok sila sa amin ng ganap na bagong mga insight sa mga prosesong namamahala sa mga superconducting state at ang kanilang mga dinamika, na patuloy pa rin. hindi naiintindihan,” binibigyang-diin ng pinuno ng pag-aaral na si Jun. Prof. Carsten Schuck mula sa Institute of Physics sa Münster University. Ang mga resulta ay maaaring samakatuwid ay may kaugnayan para sa pagbuo ng mga bagong uri ng teknolohiya ng computer. Ang pag-aaral ay nai-publish sa journal Nature Communications.
Gumamit ang mga siyentipiko ng mga superconductor na gawa sa mga elementong yttrium, barium, copper oxide at oxygen, o YBCO para sa maikling salita, kung saan gumawa sila ng ilang nanometer na manipis na mga wire. Kapag ang mga istrukturang ito ay nagsasagawa ng mga de-koryenteng kasalukuyang pisikal na dinamika na tinatawag na 'phase slips' ay nagaganap. Sa kaso ng YBCO nanowires, ang mga pagbabagu-bago ng density ng charge carrier ay nagdudulot ng mga pagkakaiba-iba sa supercurrent. Inimbestigahan ng mga mananaliksik ang mga proseso sa mga nanowires sa mga temperatura sa ibaba 20 Kelvin, na tumutugma sa minus 253 degrees Celsius. Sa kumbinasyon ng mga kalkulasyon ng modelo, nagpakita sila ng quantization ng mga estado ng enerhiya sa mga nanowires. Ang temperatura kung saan ang mga wire ay pumasok sa quantum state ay natagpuan sa 12 hanggang 13 Kelvin—isang temperatura na ilang daang beses na mas mataas kaysa sa temperatura na kinakailangan para sa mga materyales na karaniwang ginagamit. Ito ay nagbigay-daan sa mga siyentipiko na makabuo ng mga resonator, ibig sabihin, ang mga oscillating system na nakatutok sa mga partikular na frequency, na may mas mahabang buhay at upang mapanatili ang quantum mechanical states nang mas matagal. Ito ay isang kinakailangan para sa pangmatagalang pag-unlad ng mas malalaking quantum computer.
Ang mga karagdagang mahalagang bahagi para sa pagbuo ng mga teknolohiyang quantum, ngunit potensyal din para sa mga medikal na diagnostic, ay mga detektor na maaaring magrehistro kahit na mga single-photon. Ang pangkat ng pananaliksik ni Carsten Schuck sa Münster University ay nagtatrabaho nang ilang taon sa pagbuo ng gayong mga single-photon detector batay sa mga superconductor. Kung ano ang gumagana nang maayos sa mababang temperatura, sinisikap ng mga siyentipiko sa buong mundo na makamit gamit ang mga superconductor na may mataas na temperatura sa loob ng higit sa isang dekada. Sa YBCO nanowires na ginamit para sa pag-aaral, ang pagtatangka na ito ay nagtagumpay na ngayon sa unang pagkakataon. "Ang aming mga bagong natuklasan ay nagbibigay daan para sa mga bagong eksperimental na nabe-verify na mga teoretikal na paglalarawan at mga teknolohikal na pag-unlad," sabi ng co-author na si Martin Wolff mula sa Schuck research group.
Makatitiyak kang mahigpit na sinusubaybayan ng aming mga editor ang bawat feedback na ipinadala at magsasagawa ng mga naaangkop na aksyon. Ang iyong mga opinyon ay mahalaga sa amin.
Ang iyong email address ay ginagamit lamang upang ipaalam sa tatanggap kung sino ang nagpadala ng email. Ang iyong address o ang address ng tatanggap ay hindi gagamitin para sa anumang iba pang layunin. Ang impormasyong ilalagay mo ay lalabas sa iyong e-mail message at hindi pinanatili ng Phys.org sa anumang anyo.
Makakuha ng lingguhan at/o araw-araw na mga update na inihatid sa iyong inbox. Maaari kang mag-unsubscribe anumang oras at hindi namin kailanman ibabahagi ang iyong mga detalye sa mga third party.
Gumagamit ang site na ito ng cookies upang tumulong sa pag-navigate, pag-aralan ang iyong paggamit ng aming mga serbisyo, at magbigay ng nilalaman mula sa mga third party. Sa pamamagitan ng paggamit sa aming site, kinikilala mo na nabasa at nauunawaan mo ang aming Patakaran sa Privacy at Mga Tuntunin ng Paggamit.
Oras ng post: Abr-07-2020