Datblygu cyfrifiadur cwantwm a all ddatrys problemau, na all cyfrifiaduron clasurol eu datrys ond gydag ymdrech fawr neu ddim o gwbl—dyma'r nod sy'n cael ei ddilyn ar hyn o bryd gan nifer gynyddol o dimau ymchwil ledled y byd. Y rheswm: Mae effeithiau cwantwm, sy'n tarddu o fyd y gronynnau a'r strwythurau lleiaf, yn galluogi llawer o gymwysiadau technolegol newydd. Ystyrir bod yr hyn a elwir yn uwchddargludyddion, sy'n caniatáu prosesu gwybodaeth a signalau yn unol â deddfau mecaneg cwantwm, yn gydrannau addawol ar gyfer gwireddu cyfrifiaduron cwantwm. Fodd bynnag, un o'r pwyntiau anodd gyda nanostrwythurau uwchddargludol yw eu bod ond yn gweithredu ar dymheredd isel iawn ac felly maent yn anodd eu defnyddio mewn cymwysiadau ymarferol. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Am y tro cyntaf, mae ymchwilwyr ym Mhrifysgol Münster a Forschungszentrum Jülich bellach wedi dangos yr hyn a elwir yn gwantoli ynni mewn nanowifrau wedi'u gwneud o uwchddargludyddion tymheredd uchel—h.y. uwchddargludyddion, lle mae'r tymheredd yn cael ei godi ac mae effeithiau mecanyddol cwantwm yn drech na hynny. Yna mae'r nanowifren uwchddargludol yn cymryd yn ganiataol dim ond cyflyrau ynni dethol y gellid eu defnyddio i amgodio gwybodaeth. Yn yr uwchddargludyddion tymheredd uchel, roedd yr ymchwilwyr hefyd yn gallu arsylwi am y tro cyntaf amsugno un ffoton, gronyn golau sy'n gwasanaethu i drosglwyddo gwybodaeth.
“Ar y naill law, gall ein canlyniadau gyfrannu at ddefnyddio technoleg oeri sydd wedi’i symleiddio’n sylweddol mewn technolegau cwantwm yn y dyfodol, ac ar y llaw arall, maent yn cynnig mewnwelediadau cwbl newydd i ni ar y prosesau sy’n llywodraethu cyflyrau uwchddargludol a’u deinameg, nad ydynt yn cael eu deall eto,” pwysleisiodd arweinydd yr astudiaeth, yr Athro Jun. Carsten Schuck o Sefydliad Ffiseg Prifysgol Münster. Felly, gall y canlyniadau fod yn berthnasol ar gyfer datblygu mathau newydd o dechnoleg gyfrifiadurol. Cyhoeddwyd yr astudiaeth yn y cyfnodolyn Nature Communications.
Defnyddiodd y gwyddonwyr uwchddargludyddion wedi'u gwneud o'r elfennau yttriwm, bariwm, ocsid copr ac ocsigen, neu YBCO yn fyr, ac ohonynt fe wnaethant gynhyrchu gwifrau tenau ychydig nanometr. Pan fydd y strwythurau hyn yn dargludo cerrynt trydanol, mae deinameg ffisegol o'r enw 'llithriadau cyfnod' yn digwydd. Yng nghyd-destun nanowifrau YBCO, mae amrywiadau yn nwysedd y cludwr gwefr yn achosi amrywiadau yn yr uwchgerrynt. Ymchwiliodd yr ymchwilwyr i'r prosesau yn y nanowifrau ar dymheredd islaw 20 Kelvin, sy'n cyfateb i minws 253 gradd Celsius. Ar y cyd â chyfrifiadau model, fe ddangoson nhw gwantoli cyflyrau ynni yn y nanowifrau. Canfuwyd bod y tymheredd yr aeth y gwifrau i mewn i'r cyflwr cwantwm yn 12 i 13 Kelvin - tymheredd sydd gannoedd o weithiau'n uwch na'r tymheredd sy'n ofynnol ar gyfer y deunyddiau a ddefnyddir fel arfer. Galluogodd hyn y gwyddonwyr i gynhyrchu atseinyddion, h.y. systemau osgiliadol wedi'u tiwnio i amleddau penodol, gydag oes llawer hirach ac i gynnal y cyflyrau mecanyddol cwantwm am hirach. Mae hyn yn rhagofyniad ar gyfer datblygiad hirdymor cyfrifiaduron cwantwm mwy a mwy.
Elfennau pwysig pellach ar gyfer datblygu technolegau cwantwm, ond o bosibl hefyd ar gyfer diagnosteg feddygol, yw synwyryddion a all gofrestru hyd yn oed ffotonau sengl. Mae grŵp ymchwil Carsten Schuck ym Mhrifysgol Münster wedi bod yn gweithio ers sawl blwyddyn ar ddatblygu synwyryddion ffoton sengl o'r fath yn seiliedig ar uwchddargludyddion. Yr hyn sydd eisoes yn gweithio'n dda ar dymheredd isel, mae gwyddonwyr ledled y byd wedi bod yn ceisio'i gyflawni gydag uwchddargludyddion tymheredd uchel ers dros ddegawd. Yn y nanowifrau YBCO a ddefnyddiwyd ar gyfer yr astudiaeth, mae'r ymgais hon bellach wedi llwyddo am y tro cyntaf. “Mae ein canfyddiadau newydd yn paratoi'r ffordd ar gyfer disgrifiadau damcaniaethol newydd y gellir eu gwirio'n arbrofol a datblygiadau technolegol,” meddai'r cyd-awdur Martin Wolff o grŵp ymchwil Schuck.
Gallwch fod yn sicr bod ein golygyddion yn monitro pob adborth a anfonir yn ofalus ac yn cymryd camau priodol. Mae eich barn yn bwysig i ni.
Dim ond i roi gwybod i'r derbynnydd pwy anfonodd yr e-bost y defnyddir eich cyfeiriad e-bost. Ni fydd eich cyfeiriad na chyfeiriad y derbynnydd yn cael eu defnyddio at unrhyw ddiben arall. Bydd y wybodaeth a nodwch yn ymddangos yn eich neges e-bost ac ni chaiff ei chadw gan Phys.org mewn unrhyw ffurf.
Derbyniwch ddiweddariadau wythnosol a/neu ddyddiol yn eich mewnflwch. Gallwch ddad-danysgrifio unrhyw bryd ac ni fyddwn byth yn rhannu eich manylion â thrydydd partïon.
Mae'r wefan hon yn defnyddio cwcis i gynorthwyo gyda llywio, dadansoddi eich defnydd o'n gwasanaethau, a darparu cynnwys gan drydydd partïon. Drwy ddefnyddio ein gwefan, rydych yn cydnabod eich bod wedi darllen a deall ein Polisi Preifatrwydd a'n Telerau Defnyddio.
Amser postio: Ebr-07-2020