Классикалық компьютерлер тек үлкен күш-жігермен немесе мүлдем шеше алмайтын мәселелерді шеше алатын кванттық компьютерді әзірлеу - бұл қазіргі уақытта бүкіл әлем бойынша үнемі өсіп келе жатқан зерттеу топтарының мақсаты. Себебі: Ең ұсақ бөлшектер мен құрылымдар әлемінен туындайтын кванттық эффектілер көптеген жаңа технологиялық қолданбаларды мүмкіндік береді. Кванттық механика заңдарына сәйкес ақпарат пен сигналдарды өңдеуге мүмкіндік беретін асқын өткізгіштер деп аталатындар кванттық компьютерлерді жүзеге асырудың перспективалы компоненттері болып саналады. Алайда, асқын өткізгіш наноқұрылымдардың бір қиындығы - олар тек өте төмен температурада жұмыс істейді және сондықтан оларды практикалық қолданбаларға енгізу қиын. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Мюнстер және Форшунгсцентрум-Юлих университеттерінің зерттеушілері алғаш рет жоғары температуралы өткізгіштерден жасалған наносымдарда энергия кванттау деп аталатынды көрсетті, яғни температура кванттық механикалық әсерлер басым болатын температурадан төмен көтерілетін өткізгіштер. Содан кейін өткізгіш наносым ақпаратты кодтау үшін пайдаланылуы мүмкін тек таңдалған энергия күйлерін ғана қабылдайды. Жоғары температуралы өткізгіштерде зерттеушілер алғаш рет ақпаратты таратуға қызмет ететін жеңіл бөлшектің бір фотонның жұтылуын бақылай алды.
«Бір жағынан, біздің нәтижелеріміз болашақта кванттық технологияларда айтарлықтай жеңілдетілген салқындату технологиясын қолдануға ықпал ете алады, ал екінші жағынан, олар бізге әлі күнге дейін түсініксіз асқын өткізгіш күйлерді және олардың динамикасын реттейтін процестер туралы мүлдем жаңа түсініктер береді», - деп атап өтті зерттеу жетекшісі Мюнстер университетінің Физика институтының профессоры Карстен Шук. Сондықтан нәтижелер компьютерлік технологияның жаңа түрлерін әзірлеу үшін маңызды болуы мүмкін. Зерттеу Nature Communications журналында жарияланды.
Ғалымдар иттрий, барий, мыс оксиді және оттегі элементтерінен жасалған асқын өткізгіштерді немесе қысқаша YBCO пайдаланды, олардан бірнеше нанометрлік жұқа сымдар жасады. Бұл құрылымдар электр тогын өткізген кезде «фазалық тайғақ» деп аталатын физикалық динамика пайда болады. YBCO наносымдары жағдайында заряд тасымалдаушы тығыздығының ауытқуы асқын токтың өзгеруіне әкеледі. Зерттеушілер наносымдардағы процестерді 20 Кельвиннен төмен температурада, яғни минус 253 градус Цельсийге сәйкес келетін температурада зерттеді. Модельдік есептеулермен бірге олар наносымдардағы энергия күйлерінің квантталуын көрсетті. Сымдар кванттық күйге өткен температура 12-ден 13 Кельвинге дейін анықталды - бұл әдетте қолданылатын материалдар үшін қажетті температурадан бірнеше жүз есе жоғары температура. Бұл ғалымдарға резонаторларды, яғни белгілі бір жиіліктерге реттелген тербелмелі жүйелерді әлдеқайда ұзақ қызмет ету мерзімімен және кванттық механикалық күйлерді ұзақ уақыт бойы ұстап тұруға мүмкіндік берді. Бұл әрқашан үлкен кванттық компьютерлердің ұзақ мерзімді дамуының алғышарты.
Кванттық технологияларды дамытудың, сонымен қатар медициналық диагностика үшін де маңызды компоненттер - тіпті бір фотонды да тіркей алатын детекторлар. Мюнстер университетіндегі Карстен Шуктың зерттеу тобы бірнеше жыл бойы асқын өткізгіштерге негізделген осындай бір фотонды детекторларды әзірлеумен айналысып келеді. Төмен температурада жақсы жұмыс істейтін нәрсеге бүкіл әлемдегі ғалымдар он жылдан астам уақыт бойы жоғары температуралы асқын өткізгіштермен қол жеткізуге тырысып келеді. Зерттеу үшін қолданылған YBCO наносымдарында бұл әрекет алғаш рет сәтті аяқталды. «Біздің жаңа тұжырымдарымыз жаңа эксперименталды түрде тексерілетін теориялық сипаттамалар мен технологиялық әзірлемелерге жол ашады», - дейді Шук зерттеу тобының авторларының бірі Мартин Вольф.
Біздің редакторларымыз жіберілген әрбір пікірді мұқият бақылап, тиісті шаралар қабылдайтынына сенімді бола аласыз. Сіздің пікіріңіз біз үшін маңызды.
Сіздің электрондық пошта мекенжайыңыз тек алушыға электрондық хатты кім жібергенін хабарлау үшін пайдаланылады. Сіздің мекенжайыңыз да, алушының мекенжайы да басқа мақсатта пайдаланылмайды. Сіз енгізген ақпарат электрондық пошта хабарламаңызда пайда болады және Phys.org тарапынан ешқандай түрде сақталмайды.
Апта сайынғы және/немесе күнделікті жаңартуларды поштаңызға алыңыз. Сіз кез келген уақытта жазылымнан бас тарта аласыз және біз сіздің деректеріңізді ешқашан үшінші тараптармен бөліспейміз.
Бұл сайт навигацияға көмектесу, қызметтерімізді пайдалануыңызды талдау және үшінші тараптардың мазмұнын ұсыну үшін cookie файлдарын пайдаланады. Біздің сайтты пайдалану арқылы сіз біздің Құпиялылық саясатымыз бен Пайдалану шарттарын оқып, түсінгеніңізді растайсыз.
Жарияланған уақыты: 07.04.2020 ж.