Yüksek sıcaklık süperiletkenlerinin desteğiyle, kuantum efektli kuantum bilgisayarlar büyük bir atılım başlatabilir.
Neden büyük sorunları çözebilecek bir kuantum bilgisayar geliştirelim? Çünkü klasik bilgisayarlar ya çok çaba sarf ediyor ya da hiç çözemiyor. Dünya çapında giderek daha fazla araştırma ekibinin peşinde olduğu hedef budur. Nedeni şudur: kuantum etkisi küçük kuantum parçacıklarından gelir ve birçok yeni teknolojik uygulamayı mümkün kılar. Sözde süper iletken nanoyapılar, kuantum mekaniği yasalarına göre bilgi ve sinyalleri işleyebilir ve kuantum bilgisayarları gerçekleştirmek için umut verici bileşenler olarak kabul edilir.
Bununla birlikte, süper iletken nanoyapıların bir püf noktası, yalnızca çok düşük sıcaklıklarda çalışabilmeleridir, bu nedenle onları pratik uygulamalara yerleştirmek zordur. Münster Üniversitesi ve Jülich Araştırma Merkezi'nden araştırmacılar, sıcaklığın kuantum mekanik etkilerin hakim olduğu bir sıcaklığa yükseldiği yüksek sıcaklık süperiletkenlerinden yapılan nanotellerin enerji nicemlemesini ilk kez gösterdi. devamındaki. Daha sonra, süper iletken nanoteller yalnızca bilgiyi kodlamak için kullanılabilecek seçilmiş enerji durumlarını varsayar. Araştırmacılar, yüksek sıcaklık süperiletkenlerinde ilk kez bilgi iletmek için kullanılan hafif parçacıklar olan tek fotonların emilimini de gözlemlediler.
Münster Üniversitesi Fizik Enstitüsü'nden araştırma lideri Profesör Carsten Schuck şunları vurguladı: Bir yandan araştırma sonuçları görece basitleştirilmiş soğutma teknolojisinin kuantum teknolojisinde gelecekte kullanılmasına yardımcı olacak, öte yandan, Süperiletkenlik durumu ve dinamikleri hakkında daha önce hala belirsiz olan yeni içgörüler sağladık. Bu nedenle, bu sonuç yeni bilgisayar teknolojisinin gelişmesiyle ilgili olabilir ve araştırma sonuçları Nature Communications dergisinde yayınlanmıştır.
Arka plan ve yöntem
Bilim adamları, itriyum, baryum, bakır oksit ve oksijenden oluşan süper iletken nanoyapılar (kısaca YBCO) kullandılar ve bu süper iletkenleri birkaç nanotel yapmak için kullandılar. Bu yapılar akımı ilettiklerinde, "faz kayması" adı verilen fiziksel bir dinamik oluşur. Süperiletken nano-yapılı nanoteller durumunda, yük taşıyıcı yoğunluğundaki dalgalanmalar, süper iletken akımda değişikliklere neden olacaktır. Araştırmacılar, nanotellerdeki süreçleri 20 Kelvin'in altındaki sıcaklıklarda (eksi 253 santigrat dereceye eşdeğer) inceledi. Model hesaplamaları ile birleştirilen çalışma, nanotellerde enerji durumlarının nicelleştirilmesini gösterdi.
Telin kuantum durumuna girdiği sıcaklığın, normalde kullanılan malzemeler için gereken sıcaklıktan birkaç yüz kat daha yüksek olan 12 ila 13 Kelvin olduğu bulundu. Bu, bilim adamlarının daha uzun ömürlü rezonatörler, yani belirli bir frekansa ayarlanmış salınımlı bir sistem üretmelerine ve kuantum mekanik durumunu daha uzun süre sürdürmelerine olanak tanır; bu, giderek daha fazla alt bilgisayarın uzun vadeli gelişimi için ön şarttır. Kuantum teknolojisinin gelişmesi için, tıbbi teşhis için daha önemli bir bileşenin tek fotonları bile kaydedebilen bir dedektör olması da mümkündür.
Yüksek sıcaklık süperiletkenlerinde tek fotonların absorpsiyonu
Carsten Schuck'ın Münster Üniversitesi'ndeki araştırma grubu, birkaç yıldır bu süper iletken tabanlı tek foton detektörünün geliştirilmesi üzerinde çalışıyor. Dünyanın her yerinden bilim adamları, düşük sıcaklıklarda zaten iyi çalışan şeyleri gerçekleştirmek için on yıldan fazla bir süredir yüksek sıcaklık süper iletkenleri kullanmaya çalışıyorlar. Araştırmada kullanılan süper iletken nanoyapılı nanoteller arasında, bu girişim artık ilk kez başarılı olmuştur.Yeni araştırma bulguları, yeni deneysel doğrulama teorik açıklamalarının ve teknolojik gelişmenin yolunu açmıştır.
Brocade | Araştırma / Gönderen: Munster Üniversitesi
Referans Dergisi "Nature Communications"
DOI: 10.1038 / s41467-020-14548-x
Brocade Park Bilim, Teknoloji, Bilimsel Araştırma, Popüler Bilim
Takip edin Bokeyuan Daha fazlasını görün Damei Universe Science
