D'Entwécklung vun engem Quantecomputer, deen Problemer léise kann, déi klassesch Computere nëmme mat grousser Ustrengung oder guer net léise kënnen - dat ass d'Zil, dat de Moment vun enger ëmmer méi grousser Zuel vu Fuerschungsteams weltwäit verfollegt gëtt. De Grond: Quanteeffekter, déi aus der Welt vun de klengste Partikelen a Strukturen stamen, erméiglechen vill nei technologesch Uwendungen. Sougenannt Supraleiter, déi d'Veraarbechtung vun Informatiounen a Signaler no de Gesetzer vun der Quantemechanik erlaben, gëllen als villverspriechend Komponenten fir d'Realisatioun vu Quantecomputer. E Knackpunkt vu supraleitende Nanostrukturen ass awer, datt se nëmme bei ganz niddregen Temperaturen funktionéieren a dofir schwéier a praktesch Uwendungen ëmzesetzen sinn. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Fuerscher vun der Universitéit Münster an dem Forschungszentrum Jülich hunn elo fir d'éischt Kéier déi sougenannt Energiequantiséierung an Nanodréit aus Héichtemperatur-Supraleeder demonstréiert – also Supraleiter, bei deenen d'Temperatur erhéicht gëtt, ënner där quantemechanesch Effekter dominéieren. Den supraleitende Nanodrot hëlt dann nëmmen ausgewielten Energiezoustänn un, déi benotzt kënne ginn, fir Informatioun ze kodéieren. An den Héichtemperatur-Supraleeder konnten d'Fuerscher och fir d'éischt Kéier d'Absorptioun vun engem eenzege Photon observéieren, engem Liichtpartikel, dat fir d'Iwwerdroe vun Informatioun déngt.
„Op der enger Säit kënnen eis Resultater zur Notzung vun däitlech vereinfachter Killtechnologie a Quantetechnologien an der Zukunft bäidroen, an op der anerer Säit bidden si eis komplett nei Abléck an d'Prozesser, déi supraleitend Zoustänn an hir Dynamik regéieren, déi nach ëmmer net verstanen sinn“, betount de Studienleiter Jun. Prof. Carsten Schuck vum Institut fir Physik vun der Universitéit Münster. D'Resultater kéinten dofir fir d'Entwécklung vun neien Aarte vu Computertechnologie relevant sinn. D'Studie gouf an der Zäitschrëft Nature Communications publizéiert.
D'Wëssenschaftler hunn Supraleiter aus den Elementer Yttrium, Barium, Kupferoxid a Sauerstoff, kuerz YBCO, benotzt, aus deenen si e puer Nanometerdënn Drot hiergestallt hunn. Wann dës Strukturen elektresche Stroum leeden, trëtt eng physikalesch Dynamik op, déi "Phasenausrutscher" genannt gëtt. Am Fall vun YBCO-Nanodréit verursaache Schwankungen vun der Ladungsträgerdicht Variatiounen am Suprastroum. D'Fuerscher hunn d'Prozesser an den Nanodréit bei Temperaturen ënner 20 Kelvin ënnersicht, wat minus 253 Grad Celsius entsprécht. A Kombinatioun mat Modellberechnungen hunn si eng Quantiséierung vun Energiezoustänn an den Nanodréit demonstréiert. D'Temperatur, bei där d'Drot an de Quantezoustand agaange sinn, gouf bei 12 bis 13 Kelvin festgestallt - eng Temperatur, déi e puer honnert Mol méi héich ass wéi d'Temperatur, déi fir déi normalerweis benotzt Materialien erfuerderlech ass. Dëst huet et de Wëssenschaftler erméiglecht, Resonatoren ze produzéieren, also oszilléierend Systemer, déi op spezifesch Frequenzen ofgestëmmt sinn, mat vill méi laangen Liewensdauern an déi quantemechanesch Zoustänn méi laang z'erhalen. Dëst ass eng Viraussetzung fir déi laangfristeg Entwécklung vun ëmmer méi grousse Quantecomputer.
Weider wichteg Komponenten fir d'Entwécklung vu Quantetechnologien, awer potenziell och fir d'medizinesch Diagnostik, sinn Detektoren, déi souguer Eenzelphotonen registréiere kënnen. D'Fuerschungsgrupp vum Carsten Schuck op der Universitéit Münster schafft zënter e puer Joer un der Entwécklung vun esou Eenzelphotonen-Detektoren op Basis vu Supraleiter. Wat bei niddregen Temperaturen scho gutt funktionéiert, versichen d'Wëssenschaftler op der ganzer Welt zënter méi wéi engem Jorzéngt mat Héichtemperatur-Supraleider z'erreechen. An den YBCO-Nanodréit, déi fir d'Studie benotzt goufen, ass dëse Versuch elo fir d'éischt Kéier erfollegräich gewiescht. "Eis nei Erkenntnisser maachen de Wee fräi fir nei experimentell verifizéierbar theoretesch Beschreiwungen an technologesch Entwécklungen", seet de Co-Auteur Martin Wolff vun der Schuck-Fuerschungsgrupp.
Dir kënnt sécher sinn, datt eis Redaktoren all Feedback genau iwwerwaachen a passend Moossnamen ergräifen. Är Meenung ass eis wichteg.
Är E-Mail-Adress gëtt nëmme benotzt fir den Empfänger matzedeelen, wien d'E-Mail geschéckt huet. Weder Är Adress nach d'Adress vum Empfänger gëtt fir aner Zwecker benotzt. D'Informatiounen, déi Dir aginn hutt, erschéngen an Ärer E-Mail-Noriicht a ginn a kenger Form vu Phys.org gespäichert.
Kritt wöchentlech an/oder deeglech Updates an Är Inbox. Dir kënnt Iech zu all Moment ofmellen an mir wäerten Är Donnéeën ni un Drëttpersounen weiderginn.
Dës Säit benotzt Cookien fir d'Navigatioun ze verbesseren, Är Benotzung vun eise Servicer ze analyséieren an Inhalter vun Drëttpersounen ze liwweren. Wann Dir eis Säit benotzt, bestätegt Dir, datt Dir eis Dateschutzpolitik a Benotzungsbedingunge gelies hutt a verstanen hutt.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 07.04.2020