کوانٹم ٹیکنالوجیز: سپر کنڈکٹنگ کے عمل میں نئی ​​بصیرتیں۔

ایک کوانٹم کمپیوٹر کی ترقی جو مسائل کو حل کر سکتی ہے، جسے کلاسیکی کمپیوٹرز صرف بڑی محنت سے حل کر سکتے ہیں یا بالکل بھی نہیں — یہ وہ مقصد ہے جو فی الحال دنیا بھر میں تحقیقی ٹیموں کی مسلسل بڑھتی ہوئی تعداد کے ذریعے حاصل کیا جا رہا ہے۔ وجہ: کوانٹم اثرات، جو سب سے چھوٹے ذرات اور ڈھانچے کی دنیا سے نکلتے ہیں، بہت سی نئی تکنیکی ایپلی کیشنز کو فعال کرتے ہیں۔ نام نہاد سپر کنڈکٹرز، جو کوانٹم میکانکس کے قوانین کے مطابق معلومات اور سگنلز کی پروسیسنگ کی اجازت دیتے ہیں، کوانٹم کمپیوٹرز کو حاصل کرنے کے لیے امید افزا اجزاء تصور کیے جاتے ہیں۔ تاہم، سپر کنڈکٹنگ نانو اسٹرکچرز کا ایک اہم نکتہ یہ ہے کہ وہ صرف انتہائی کم درجہ حرارت پر کام کرتے ہیں اور اس لیے عملی استعمال میں لانا مشکل ہے۔ googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });

یونیورسٹی آف مونسٹر اور Forschungszentrum Julich کے محققین نے اب، پہلی بار، اعلی درجہ حرارت والے سپر کنڈکٹرز یعنی سپر کنڈکٹرز سے بنے نانوائرز میں توانائی کی مقدار کے طور پر جانا جانے والا مظاہرہ کیا ہے، جس میں درجہ حرارت بلند ہوتا ہے جس کے نیچے کوانٹم مکینیکل اثرات غالب ہوتے ہیں۔ سپر کنڈکٹنگ نانوائر پھر صرف منتخب توانائی کی حالتوں کو فرض کرتا ہے جو معلومات کو انکوڈ کرنے کے لیے استعمال کی جا سکتی ہیں۔ اعلی درجہ حرارت والے سپر کنڈکٹرز میں، محققین پہلی بار کسی ایک فوٹون کے جذب کا مشاہدہ کرنے کے قابل بھی تھے، ایک روشنی کا ذرہ جو معلومات کی ترسیل کا کام کرتا ہے۔

"ایک طرف، ہمارے نتائج مستقبل میں کوانٹم ٹیکنالوجیز میں کافی حد تک آسان کولنگ ٹیکنالوجی کے استعمال میں حصہ ڈال سکتے ہیں، اور دوسری طرف، وہ ہمیں سپر کنڈکٹنگ ریاستوں اور ان کی حرکیات کو کنٹرول کرنے والے عمل کے بارے میں مکمل طور پر نئی بصیرت فراہم کرتے ہیں، جو ابھی تک موجود ہیں۔ سمجھ نہیں آئی، "منسٹر یونیورسٹی کے انسٹی ٹیوٹ آف فزکس سے مطالعہ کے رہنما جون. پروفیسر کارسٹن سکک پر زور دیتے ہیں۔ اس لیے نتائج کمپیوٹر ٹیکنالوجی کی نئی اقسام کی ترقی کے لیے متعلقہ ہو سکتے ہیں۔ یہ تحقیق جریدے نیچر کمیونیکیشنز میں شائع ہوئی ہے۔

سائنس دانوں نے یٹریئم، بیریم، کاپر آکسائیڈ اور آکسیجن، یا مختصر کے لیے YBCO عناصر سے بنے سپر کنڈکٹرز کا استعمال کیا، جس سے انھوں نے چند نینو میٹر پتلی تاریں بنائیں۔ جب یہ ڈھانچے برقی کرنٹ کی جسمانی حرکیات کو چلاتے ہیں تو 'فیز سلپس' واقع ہوتی ہے۔ YBCO nanowires کے معاملے میں، چارج کیریئر کثافت کے اتار چڑھاو سپر کرنٹ میں تغیرات کا باعث بنتے ہیں۔ محققین نے 20 کیلون سے کم درجہ حرارت پر نینوائرز میں ہونے والے عمل کی چھان بین کی، جو منفی 253 ڈگری سیلسیس کے مساوی ہے۔ ماڈل کیلکولیشن کے ساتھ مل کر، انہوں نے نانوائرز میں توانائی کی حالتوں کی مقدار کا مظاہرہ کیا۔ جس درجہ حرارت پر تاریں کوانٹم حالت میں داخل ہوئیں وہ 12 سے 13 Kelvin پر پایا گیا - یہ درجہ حرارت عام طور پر استعمال ہونے والے مواد کے لیے درکار درجہ حرارت سے کئی سو گنا زیادہ ہے۔ اس نے سائنس دانوں کو ریزونیٹرز پیدا کرنے کے قابل بنایا، یعنی مخصوص فریکوئنسیوں کے مطابق چلنے والے نظام، بہت لمبی زندگی کے ساتھ اور زیادہ دیر تک کوانٹم مکینیکل حالتوں کو برقرار رکھنے کے لیے۔ یہ کبھی بھی بڑے کوانٹم کمپیوٹرز کی طویل مدتی ترقی کے لیے ایک شرط ہے۔

کوانٹم ٹیکنالوجیز کی ترقی کے لیے مزید اہم اجزاء، لیکن ممکنہ طور پر طبی تشخیص کے لیے بھی، ایسے ڈٹیکٹر ہیں جو سنگل فوٹوون کو بھی رجسٹر کرسکتے ہیں۔ منسٹر یونیورسٹی میں کارسٹن سکک کا ریسرچ گروپ کئی سالوں سے سپر کنڈکٹرز پر مبنی ایسے سنگل فوٹون ڈٹیکٹر تیار کرنے پر کام کر رہا ہے۔ جو پہلے ہی کم درجہ حرارت پر اچھی طرح کام کرتا ہے، پوری دنیا کے سائنسدان ایک دہائی سے زیادہ عرصے سے اعلی درجہ حرارت والے سپر کنڈکٹرز کے ساتھ حاصل کرنے کی کوشش کر رہے ہیں۔ مطالعہ کے لیے استعمال کیے جانے والے YBCO نانوائرز میں، یہ کوشش اب پہلی بار کامیاب ہوئی ہے۔ "ہماری نئی دریافتیں تجرباتی طور پر قابل تصدیق نظریاتی وضاحتوں اور تکنیکی ترقی کے لیے راہ ہموار کرتی ہیں،" Schuck ریسرچ گروپ کے شریک مصنف مارٹن وولف کہتے ہیں۔

آپ کو یقین دلایا جا سکتا ہے کہ ہمارے ایڈیٹرز بھیجے گئے ہر فیڈ بیک کی کڑی نگرانی کریں گے اور مناسب اقدامات کریں گے۔ آپ کی آراء ہمارے لیے اہم ہیں۔

آپ کا ای میل پتہ صرف وصول کنندہ کو یہ بتانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے کہ ای میل کس نے بھیجی ہے۔ نہ ہی آپ کا پتہ اور نہ ہی وصول کنندہ کا پتہ کسی اور مقصد کے لیے استعمال کیا جائے گا۔ آپ جو معلومات داخل کریں گے وہ آپ کے ای میل پیغام میں ظاہر ہوگی اور Phys.org کے ذریعہ کسی بھی شکل میں برقرار نہیں رکھی گئی ہے۔

اپنے ان باکس میں ہفتہ وار اور/یا روزانہ اپ ڈیٹس حاصل کریں۔ آپ کسی بھی وقت اَن سبسکرائب کر سکتے ہیں اور ہم آپ کی تفصیلات کو تیسرے فریق کے ساتھ شیئر نہیں کریں گے۔

یہ سائٹ نیویگیشن میں مدد کرنے، ہماری خدمات کے آپ کے استعمال کا تجزیہ کرنے اور فریق ثالث سے مواد فراہم کرنے کے لیے کوکیز کا استعمال کرتی ہے۔ ہماری سائٹ کا استعمال کرکے، آپ تسلیم کرتے ہیں کہ آپ نے ہماری پرائیویسی پالیسی اور استعمال کی شرائط کو پڑھ اور سمجھ لیا ہے۔