U sviluppu di un urdinatore quanticu chì pò risolve prublemi, chì l'urdinatori classici ponu risolve solu cù un grande sforzu o micca - questu hè l'ubbiettivu attualmente perseguitu da un numeru sempre crescente di squadre di ricerca in u mondu sanu. A ragione: L'effetti quantichi, chì derivanu da u mondu di e particelle è strutture più chjuche, permettenu parechje nuove applicazioni tecnologiche. I cosiddetti superconduttori, chì permettenu di trattà l'infurmazioni è i signali secondu e lege di a meccanica quantica, sò cunsiderati cum'è cumpunenti promettenti per a realizazione di urdinatori quantichi. Un puntu di rottura di e nanostrutture superconduttrici, tuttavia, hè chì funzionanu solu à temperature assai basse è sò dunque difficiuli da mette in applicazioni pratiche. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
I circadori di l'Università di Münster è di u Forschungszentrum Jülich anu avà, per a prima volta, dimustratu ciò chì hè cunnisciutu cum'è quantizazione di l'energia in nanofili fatti di superconduttori à alta temperatura - vale à dì superconduttori, in i quali a temperatura hè elevata sottu à a quale predominanu l'effetti meccanichi quantistici. U nanofilu superconduttore assume tandu solu stati energetichi selezziunati chì puderanu esse aduprati per codificà l'infurmazioni. In i superconduttori à alta temperatura, i circadori sò stati ancu capaci di osservà per a prima volta l'assorbimentu di un unicu fotone, una particella di luce chì serve à trasmette l'infurmazioni.
«Da una parte, i nostri risultati ponu cuntribuisce à l'usu di una tecnulugia di raffreddamentu cunsiderabilmente simplificata in e tecnulugie quantiche in u futuru, è da l'altra parte, ci offrenu insights cumpletamente novi nantu à i prucessi chì guvernanu i stati superconduttori è a so dinamica, chì ùn sò ancu capiti», mette in risaltu u capu di u studiu, u prufessore Carsten Schuck di l'Istitutu di Fisica di l'Università di Münster. I risultati ponu dunque esse pertinenti per u sviluppu di novi tipi di tecnulugia informatica. U studiu hè statu publicatu in a rivista Nature Communications.
I scientifichi anu utilizatu superconduttori fatti di l'elementi ittriu, bariu, ossidu di rame è ossigenu, o YBCO in breve, da i quali anu fabricatu uni pochi di fili sottili nanometrici. Quandu queste strutture cunducenu a corrente elettrica, si verificanu dinamiche fisiche chjamate "slittamenti di fase". In u casu di i nanofili YBCO, e fluttuazioni di a densità di u purtatore di carica causanu variazioni in a supercorrente. I circadori anu investigatu i prucessi in i nanofili à temperature inferiori à 20 Kelvin, chì currisponde à menu 253 gradi Celsius. In cumbinazione cù calculi di mudelli, anu dimustratu una quantizazione di i stati energetichi in i nanofili. A temperatura à a quale i fili sò entrati in u statu quanticu hè stata trovata trà 12 è 13 Kelvin - una temperatura parechje centinaie di volte più alta di a temperatura necessaria per i materiali nurmalmente utilizati. Questu hà permessu à i scientifichi di pruduce risonatori, vale à dì sistemi oscillanti sintonizzati à frequenze specifiche, cù durate di vita assai più lunghe è di mantene i stati meccanichi quantistici per più tempu. Questu hè un prerequisitu per u sviluppu à longu andà di computer quantichi sempre più grandi.
Altri cumpunenti impurtanti per u sviluppu di e tecnulugie quantiche, ma potenzialmente ancu per a diagnostica medica, sò i detectori chì ponu registrà ancu fotoni singuli. U gruppu di ricerca di Carsten Schuck à l'Università di Münster hà travagliatu per parechji anni à u sviluppu di tali detectori à fotone unicu basati nantu à i superconduttori. Ciò chì funziona digià bè à basse temperature, i scientifichi di tuttu u mondu anu pruvatu à ottene cù i superconduttori à alta temperatura per più di una decina d'anni. In i nanofili YBCO utilizati per u studiu, questu tentativu hè avà riesciutu per a prima volta. "I nostri novi risultati aprenu a strada à nuove descrizzioni teoriche verificabili sperimentalmente è sviluppi tecnologichi", dice u coautore Martin Wolff di u gruppu di ricerca Schuck.
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Data di publicazione: 07 d'aprile 2020