ક્વોન્ટમ ટેકનોલોજી: સુપરકન્ડક્ટિંગ પ્રક્રિયાઓમાં નવી આંતરદૃષ્ટિ

ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટરનો વિકાસ જે સમસ્યાઓનું નિરાકરણ કરી શકે છે, જેને ક્લાસિકલ કમ્પ્યુટર્સ ફક્ત ખૂબ જ પ્રયત્નોથી ઉકેલી શકે છે અથવા બિલકુલ નહીં - આ લક્ષ્ય હાલમાં વિશ્વભરમાં વધતી જતી સંશોધન ટીમો દ્વારા અનુસરવામાં આવી રહ્યું છે. કારણ: ક્વોન્ટમ અસરો, જે નાના કણો અને માળખાઓની દુનિયામાંથી ઉદ્ભવે છે, ઘણી નવી તકનીકી એપ્લિકેશનોને સક્ષમ કરે છે. કહેવાતા સુપરકન્ડક્ટર્સ, જે ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સના નિયમો અનુસાર માહિતી અને સિગ્નલો પર પ્રક્રિયા કરવાની મંજૂરી આપે છે, તે ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટર્સને સાકાર કરવા માટે આશાસ્પદ ઘટકો માનવામાં આવે છે. જોકે, સુપરકન્ડક્ટિંગ નેનોસ્ટ્રક્ચર્સનો મુખ્ય મુદ્દો એ છે કે તેઓ ફક્ત ખૂબ જ ઓછા તાપમાને કાર્ય કરે છે અને તેથી વ્યવહારિક એપ્લિકેશનોમાં લાવવા મુશ્કેલ છે. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });

મુન્સ્ટર યુનિવર્સિટી અને ફોર્શંગ્સેન્ટ્રમ જુલિચના સંશોધકોએ હવે પ્રથમ વખત ઉચ્ચ-તાપમાન સુપરકન્ડક્ટર્સથી બનેલા નેનોવાયરમાં ઊર્જા પરિમાણીકરણ તરીકે ઓળખાતી વસ્તુનું નિદર્શન કર્યું છે - એટલે કે સુપરકન્ડક્ટર્સ, જેમાં તાપમાન નીચે ઉંચુ કરવામાં આવે છે જેની નીચે ક્વોન્ટમ મિકેનિકલ અસરો પ્રબળ હોય છે. સુપરકન્ડક્ટિંગ નેનોવાયર પછી ફક્ત પસંદ કરેલી ઊર્જા સ્થિતિઓ ધારે છે જેનો ઉપયોગ માહિતીને એન્કોડ કરવા માટે થઈ શકે છે. ઉચ્ચ-તાપમાન સુપરકન્ડક્ટર્સમાં, સંશોધકો પ્રથમ વખત એક ફોટોન, એક પ્રકાશ કણ જે માહિતી પ્રસારિત કરવા માટે સેવા આપે છે, તેનું શોષણ પણ અવલોકન કરી શક્યા.

"એક તરફ, અમારા પરિણામો ભવિષ્યમાં ક્વોન્ટમ ટેકનોલોજીમાં નોંધપાત્ર રીતે સરળ ઠંડક ટેકનોલોજીના ઉપયોગમાં ફાળો આપી શકે છે, અને બીજી તરફ, તેઓ અમને સુપરકન્ડક્ટિંગ સ્ટેટ્સ અને તેમની ગતિશીલતાને સંચાલિત કરતી પ્રક્રિયાઓમાં સંપૂર્ણપણે નવી આંતરદૃષ્ટિ પ્રદાન કરે છે, જે હજુ પણ સમજી શકાઈ નથી," મુન્સ્ટર યુનિવર્સિટીના ભૌતિકશાસ્ત્ર સંસ્થાના અભ્યાસ નેતા જૂન પ્રો. કાર્સ્ટન શુક ભાર મૂકે છે. તેથી પરિણામો નવા પ્રકારની કમ્પ્યુટર ટેકનોલોજીના વિકાસ માટે સુસંગત હોઈ શકે છે. આ અભ્યાસ નેચર કોમ્યુનિકેશન્સ જર્નલમાં પ્રકાશિત થયો છે.

વૈજ્ઞાનિકોએ યટ્રીયમ, બેરિયમ, કોપર ઓક્સાઇડ અને ઓક્સિજન, અથવા ટૂંકમાં YBCO તત્વોથી બનેલા સુપરકન્ડક્ટરનો ઉપયોગ કર્યો, જેમાંથી તેઓએ થોડા નેનોમીટર પાતળા વાયર બનાવ્યા. જ્યારે આ રચનાઓ વિદ્યુત પ્રવાહનું સંચાલન કરે છે ત્યારે 'ફેઝ સ્લિપ્સ' નામની ભૌતિક ગતિશીલતા થાય છે. YBCO નેનોવાયરના કિસ્સામાં, ચાર્જ કેરિયર ઘનતાના વધઘટ સુપરકરન્ટમાં ભિન્નતાનું કારણ બને છે. સંશોધકોએ 20 કેલ્વિનથી નીચેના તાપમાને નેનોવાયરમાં પ્રક્રિયાઓની તપાસ કરી, જે માઈનસ 253 ડિગ્રી સેલ્સિયસને અનુરૂપ છે. મોડેલ ગણતરીઓ સાથે સંયોજનમાં, તેઓએ નેનોવાયરમાં ઊર્જા અવસ્થાઓનું પરિમાણીકરણ દર્શાવ્યું. વાયર જે તાપમાને ક્વોન્ટમ અવસ્થામાં પ્રવેશ્યા તે 12 થી 13 કેલ્વિન જોવા મળ્યું - જે તાપમાન સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી સામગ્રી માટે જરૂરી તાપમાન કરતા અનેકગણું વધારે છે. આનાથી વૈજ્ઞાનિકો રેઝોનેટર, એટલે કે ઓસીલેટીંગ સિસ્ટમ્સ, ચોક્કસ ફ્રીક્વન્સીઝ સાથે ટ્યુન કરવા, લાંબા સમય સુધી જીવનકાળ સાથે અને ક્વોન્ટમ મિકેનિકલ અવસ્થાઓને લાંબા સમય સુધી જાળવી રાખવા સક્ષમ બન્યા. આ મોટા ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટર્સના લાંબા ગાળાના વિકાસ માટે એક પૂર્વશરત છે.

ક્વોન્ટમ ટેકનોલોજીના વિકાસ માટે, પરંતુ સંભવિત તબીબી નિદાન માટે પણ, ડિટેક્ટર્સ વધુ મહત્વપૂર્ણ ઘટકો છે જે સિંગલ-ફોટોન પણ નોંધણી કરી શકે છે. મુન્સ્ટર યુનિવર્સિટી ખાતે કાર્સ્ટન શુકનું સંશોધન જૂથ સુપરકન્ડક્ટર્સ પર આધારિત આવા સિંગલ-ફોટોન ડિટેક્ટર્સ વિકસાવવા પર ઘણા વર્ષોથી કામ કરી રહ્યું છે. જે પહેલાથી જ નીચા તાપમાને સારી રીતે કાર્ય કરે છે, તે વિશ્વભરના વૈજ્ઞાનિકો એક દાયકા કરતાં વધુ સમયથી ઉચ્ચ-તાપમાન સુપરકન્ડક્ટર્સ સાથે પ્રાપ્ત કરવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યા છે. અભ્યાસ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા YBCO નેનોવાયરમાં, આ પ્રયાસ હવે પ્રથમ વખત સફળ થયો છે. "અમારા નવા તારણો નવા પ્રાયોગિક રીતે ચકાસી શકાય તેવા સૈદ્ધાંતિક વર્ણનો અને તકનીકી વિકાસ માટે માર્ગ મોકળો કરે છે," શુક સંશોધન જૂથના સહ-લેખક માર્ટિન વોલ્ફ કહે છે.

તમે ખાતરી કરી શકો છો કે અમારા સંપાદકો મોકલવામાં આવેલા દરેક પ્રતિસાદનું નજીકથી નિરીક્ષણ કરશે અને યોગ્ય પગલાં લેશે. તમારા મંતવ્યો અમારા માટે મહત્વપૂર્ણ છે.

તમારા ઇમેઇલ સરનામાંનો ઉપયોગ ફક્ત પ્રાપ્તકર્તાને એ જણાવવા માટે થાય છે કે કોણે ઇમેઇલ મોકલ્યો છે. તમારા સરનામાંનો કે પ્રાપ્તકર્તાના સરનામાંનો ઉપયોગ અન્ય કોઈ હેતુ માટે કરવામાં આવશે નહીં. તમે દાખલ કરેલી માહિતી તમારા ઇમેઇલ સંદેશમાં દેખાશે અને Phys.org દ્વારા કોઈપણ સ્વરૂપમાં રાખવામાં આવશે નહીં.

તમારા ઇનબોક્સમાં સાપ્તાહિક અને/અથવા દૈનિક અપડેટ્સ મેળવો. તમે ગમે ત્યારે અનસબ્સ્ક્રાઇબ કરી શકો છો અને અમે તમારી વિગતો ક્યારેય તૃતીય પક્ષોને શેર કરીશું નહીં.

આ સાઇટ નેવિગેશનમાં મદદ કરવા, અમારી સેવાઓના તમારા ઉપયોગનું વિશ્લેષણ કરવા અને તૃતીય પક્ષો તરફથી સામગ્રી પ્રદાન કરવા માટે કૂકીઝનો ઉપયોગ કરે છે. અમારી સાઇટનો ઉપયોગ કરીને, તમે સ્વીકારો છો કે તમે અમારી ગોપનીયતા નીતિ અને ઉપયોગની શરતો વાંચી અને સમજી છે.