የኳንተም ቴክኖሎጂዎች፡- ስለ ሱፐርኮንዳክቲቭ ሂደቶች አዳዲስ ግንዛቤዎች

ችግሮችን የሚፈታ የኳንተም ኮምፒውተር ልማት፣ ክላሲካል ኮምፒውተሮች በከፍተኛ ጥረት ብቻ ወይም ጨርሶ መፍታት የሚችሉት - ይህ በአሁኑ ጊዜ በዓለም ዙሪያ ቁጥራቸው እየጨመረ የመጣ የምርምር ቡድኖች እየተከተለው ያለው ግብ ነው። ምክንያቱ፡- ከትንንሽ ቅንጣቶችና መዋቅሮች ዓለም የሚመነጭ የኳንተም ተፅዕኖዎች ብዙ አዳዲስ የቴክኖሎጂ አፕሊኬሽኖችን ያስችላሉ። በኳንተም ሜካኒክስ ህጎች መሰረት መረጃን እና ምልክቶችን ለማስኬድ የሚያስችሉት ሱፐርኮንዳክተሮች የሚባሉት፣ የኳንተም ኮምፒውተሮችን እውን ለማድረግ ተስፋ ሰጪ አካላት እንደሆኑ ይቆጠራሉ። ይሁን እንጂ ሱፐርኮንዳክቲቭ ናኖስትራክቸርስ አንድ ተለጣፊ ነጥብ በጣም ዝቅተኛ በሆነ የሙቀት መጠን ብቻ የሚሰሩ በመሆናቸው ወደ ተግባራዊ አፕሊኬሽኖች ለማምጣት አስቸጋሪ ናቸው። googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });

በሙንስተር ዩኒቨርሲቲ እና በፎርሹንግዝዘንትረም ጁሊች የሚገኙ ተመራማሪዎች ለመጀመሪያ ጊዜ ከከፍተኛ ሙቀት ሱፐርኮንዳክተሮች በተሠሩ ናኖዋዮች ውስጥ የኃይል መጠን መለኪያ በመባል የሚታወቀውን አሳይተዋል - ማለትም ሱፐርኮንዳክተሮች፣ የሙቀት መጠኑ ከታች ከፍ ያለ ሲሆን የኳንተም ሜካኒካል ተፅእኖዎች የሚበዙበት። ከዚያም ሱፐርኮንዳክቲቭ ናኖዋየር መረጃን ለመቅዳት ሊያገለግሉ የሚችሉ የተመረጡ የኃይል ሁኔታዎችን ብቻ ይገምታል። በከፍተኛ ሙቀት ሱፐርኮንዳክተሮች ውስጥ ተመራማሪዎቹ ለመጀመሪያ ጊዜ መረጃን ለማስተላለፍ የሚያገለግል አንድ ነጠላ ፎቶን መምጠጥን ማየት ችለዋል።

“በአንድ በኩል፣ ውጤቶቻችን ወደፊት በኳንተም ቴክኖሎጂዎች ውስጥ በጣም ቀላል የሆነ የማቀዝቀዣ ቴክኖሎጂን ለመጠቀም አስተዋጽኦ ሊያደርጉ ይችላሉ፣ በሌላ በኩል ደግሞ፣ አሁንም ድረስ ያልተረዱትን የሱፐርኮንዳክቲቭ ግዛቶችን እና ተለዋዋጭነታቸውን በተመለከተ ሙሉ በሙሉ አዲስ ግንዛቤዎችን ይሰጡናል” ሲሉ የጥናቱ መሪ ጁን. ፕሮፌሰር ካርስተን ሹክ በሙንስተር ዩኒቨርሲቲ የፊዚክስ ተቋም አፅንዖት ሰጥተዋል። ስለዚህ ውጤቶቹ ለአዳዲስ የኮምፒውተር ቴክኖሎጂ ዓይነቶች እድገት ጠቃሚ ሊሆኑ ይችላሉ። ጥናቱ በኔቸር ኮሙኒኬሽንስ መጽሔት ላይ ታትሟል።

ሳይንቲስቶች ከአይትሪየም፣ ባሪየም፣ የመዳብ ኦክሳይድ እና ኦክስጅን ወይም በአጭሩ YBCO ከተባሉት ንጥረ ነገሮች የተሠሩ ሱፐርኮንዳክተሮችን ተጠቅመዋል፣ ከእነዚህም ውስጥ ጥቂት ናኖሜትር ቀጭን ሽቦዎችን ፈጥረዋል። እነዚህ መዋቅሮች የኤሌክትሪክ ጅረት ሲያካሂዱ 'የደረጃ መዝለያዎች' የሚባሉ አካላዊ ተለዋዋጭነቶች ይከሰታሉ። በYBCO ናኖዋይሮች ሁኔታ፣ የቻርጅ ተሸካሚ ጥግግት መለዋወጥ በሱፐርኩርቸር ላይ ልዩነቶችን ያስከትላል። ተመራማሪዎቹ በናኖዋይሮቹ ውስጥ ያሉትን ሂደቶች ከ20 ኬልቪን በታች ባለው የሙቀት መጠን መርምረዋል፣ ይህም ከ253 ዲግሪ ሴልሺየስ ያነሰ ነው። ከሞዴል ስሌቶች ጋር በማጣመር፣ በናኖዋይሮች ውስጥ የኃይል ሁኔታዎችን መቁጠር አሳይተዋል። ሽቦዎቹ ወደ ኳንተም ሁኔታ የገቡበት የሙቀት መጠን ከ12 እስከ 13 ኬልቪን ተገኝቷል - ይህም በተለምዶ ጥቅም ላይ ከሚውሉት ቁሳቁሶች ከሚያስፈልገው የሙቀት መጠን በመቶዎች እጥፍ የሚበልጥ የሙቀት መጠን ነው። ይህም ሳይንቲስቶች ሬዞናተሮችን እንዲያመርቱ አስችሏቸዋል፣ ማለትም ለተወሰኑ ድግግሞሾች የተስተካከሉ የሚወዛወዙ ስርዓቶች፣ በጣም ረጅም ዕድሜ ያላቸው እና የኳንተም ሜካኒካል ሁኔታዎችን ረዘም ላለ ጊዜ እንዲቆዩ። ይህ ከመቼውም ጊዜ በበለጠ ትላልቅ የኳንተም ኮምፒውተሮችን ለረጅም ጊዜ ለማልማት ቅድመ ሁኔታ ነው።

ለኳንተም ቴክኖሎጂዎች እድገት አስፈላጊ የሆኑ ተጨማሪ ክፍሎች፣ ነገር ግን ለህክምና ምርመራዎችም ሊሆኑ የሚችሉ፣ ነጠላ ፎቶኖችን እንኳን መመዝገብ የሚችሉ መመርመሪያዎች ናቸው። የካርስተን ሹክ የምርምር ቡድን በሙንስተር ዩኒቨርሲቲ በሱፐርኮንዳክተሮች ላይ የተመሰረቱ እንደዚህ ያሉ ነጠላ ፎቶን መመርመሪያዎችን ለማዘጋጀት ለብዙ ዓመታት ሲሰራ ቆይቷል። በዝቅተኛ የሙቀት መጠን በጥሩ ሁኔታ የሚሰራው፣ በዓለም ዙሪያ ያሉ ሳይንቲስቶች ከአስር አመታት በላይ በከፍተኛ ሙቀት ሱፐርኮንዳክተሮች ለማሳካት ሲሞክሩ ቆይተዋል። ለጥናቱ ጥቅም ላይ በዋሉት የYBCO ናኖዋሮች፣ ይህ ሙከራ አሁን ለመጀመሪያ ጊዜ ተሳክቷል። “አዳዲስ ግኝቶቻችን ለአዳዲስ በሙከራ ሊረጋገጡ የሚችሉ የቲዎሬቲካል መግለጫዎች እና የቴክኖሎጂ እድገቶች መንገድ ይጠርጋሉ” ሲሉ የሹክ የምርምር ቡድን ተባባሪ ደራሲ ማርቲን ዎልፍ ተናግረዋል።

አዘጋጆቻችን የተላኩትን እያንዳንዱን ግብረመልስ በቅርበት እንደሚከታተሉ እና ተገቢውን እርምጃ እንደሚወስዱ እርግጠኛ መሆን ይችላሉ። የእርስዎ አስተያየቶች ለእኛ አስፈላጊ ናቸው።

የኢሜይል አድራሻዎ የሚጠቀመው ተቀባዩ ኢሜይሉን ማን እንደላከው ለማሳወቅ ብቻ ነው። አድራሻዎም ሆነ የተቀባዩ አድራሻ ለሌላ ዓላማ ጥቅም ላይ አይውሉም። የሚያስገቡት መረጃ በኢሜል መልእክትዎ ውስጥ ይታያል እና በ Phys.org በምንም መልኩ አይቀመጥም።

ሳምንታዊ እና/ወይም ዕለታዊ ዝማኔዎች ወደ የገቢ መልእክት ሳጥንዎ ይደርሳሉ። በማንኛውም ጊዜ ከደንበኝነት ምዝገባ መውጣት ይችላሉ እና ዝርዝሮችዎን ለሶስተኛ ወገኖች በፍፁም አናጋራም።

ይህ ጣቢያ አሰሳ ለማድረግ፣ የአገልግሎቶቻችንን አጠቃቀም ለመተንተን እና ከሶስተኛ ወገኖች ይዘት ለማቅረብ ኩኪዎችን ይጠቀማል። ጣቢያችንን በመጠቀም፣ የግላዊነት መመሪያችንን እና የአጠቃቀም ውላችንን እንዳነበቡ እና እንደተረዱ እውቅና ይሰጣሉ።