क्वांटम तंत्रज्ञान: सुपरकंडक्टिंग प्रक्रियांमध्ये नवीन अंतर्दृष्टी

अशा क्वांटम संगणकाचा विकास जो समस्या सोडवू शकतो, ज्या शास्त्रीय संगणक केवळ मोठ्या प्रयत्नांनी सोडवू शकतात किंवा अजिबात सोडवू शकत नाहीत - हे सध्या जगभरातील वाढत्या संख्येने संशोधन पथकांचे ध्येय आहे. कारण: सर्वात लहान कण आणि संरचनांच्या जगातून उद्भवणारे क्वांटम प्रभाव अनेक नवीन तांत्रिक अनुप्रयोगांना सक्षम करतात. तथाकथित सुपरकंडक्टर, जे क्वांटम मेकॅनिक्सच्या नियमांनुसार माहिती आणि सिग्नलवर प्रक्रिया करण्यास परवानगी देतात, ते क्वांटम संगणक साकार करण्यासाठी आशादायक घटक मानले जातात. तथापि, सुपरकंडक्टिंग नॅनोस्ट्रक्चर्सचा एक महत्त्वाचा मुद्दा असा आहे की ते फक्त खूप कमी तापमानात कार्य करतात आणि म्हणूनच व्यावहारिक अनुप्रयोगांमध्ये आणणे कठीण आहे. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });

मुन्स्टर विद्यापीठ आणि फोर्शंग्सझेंट्रम ज्युलिच येथील संशोधकांनी आता प्रथमच उच्च-तापमान सुपरकंडक्टर्सपासून बनवलेल्या नॅनोवायरमध्ये ऊर्जा परिमाणीकरण म्हणून ओळखले जाणारे प्रात्यक्षिक दाखवले आहे - म्हणजेच सुपरकंडक्टर्स, ज्यामध्ये तापमान खाली वाढवले ​​जाते ज्याच्या खाली क्वांटम मेकॅनिकल इफेक्ट्स प्रबल असतात. त्यानंतर सुपरकंडक्टिंग नॅनोवायर फक्त निवडक ऊर्जा अवस्था गृहीत धरते ज्या माहिती एन्कोड करण्यासाठी वापरल्या जाऊ शकतात. उच्च-तापमान सुपरकंडक्टर्समध्ये, संशोधकांना प्रथमच एकाच फोटॉनचे शोषण देखील पाहता आले, जो माहिती प्रसारित करण्यासाठी काम करणारा एक प्रकाश कण आहे.

"एकीकडे, आमचे निकाल भविष्यात क्वांटम तंत्रज्ञानामध्ये बर्‍याच सरलीकृत शीतकरण तंत्रज्ञानाच्या वापरास हातभार लावू शकतात आणि दुसरीकडे, ते आपल्याला सुपरकंडक्टिंग अवस्था आणि त्यांच्या गतिशीलतेचे नियमन करणाऱ्या प्रक्रियांबद्दल पूर्णपणे नवीन अंतर्दृष्टी देतात, ज्या अद्याप समजल्या नाहीत," असे मुन्स्टर विद्यापीठातील भौतिकशास्त्र संस्थेचे अभ्यास नेते जून. प्रो. कार्स्टन शुक यांनी जोर देऊन सांगितले. त्यामुळे नवीन प्रकारच्या संगणक तंत्रज्ञानाच्या विकासासाठी निकाल प्रासंगिक असू शकतात. हा अभ्यास नेचर कम्युनिकेशन्स जर्नलमध्ये प्रकाशित झाला आहे.

शास्त्रज्ञांनी यट्रियम, बेरियम, कॉपर ऑक्साईड आणि ऑक्सिजन या घटकांपासून बनवलेले सुपरकंडक्टर किंवा थोडक्यात YBCO वापरले, ज्यापासून त्यांनी काही नॅनोमीटर पातळ तारा तयार केल्या. जेव्हा या संरचना विद्युत प्रवाह चालवतात तेव्हा 'फेज स्लिप्स' नावाची भौतिक गतिशीलता उद्भवते. YBCO नॅनोवायरच्या बाबतीत, चार्ज कॅरियर घनतेतील चढउतार सुपरकरंटमध्ये फरक निर्माण करतात. संशोधकांनी २० केल्विनपेक्षा कमी तापमानात नॅनोवायरमधील प्रक्रियांचा अभ्यास केला, जो उणे २५३ अंश सेल्सिअसशी संबंधित आहे. मॉडेल गणनेसह, त्यांनी नॅनोवायरमधील ऊर्जा अवस्थांचे परिमाणीकरण प्रदर्शित केले. ज्या तापमानावर तारा क्वांटम अवस्थेत प्रवेश करतात ते १२ ते १३ केल्विन आढळले - सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या पदार्थांसाठी आवश्यक असलेल्या तापमानापेक्षा शंभर पट जास्त तापमान. यामुळे शास्त्रज्ञांना रेझोनेटर तयार करणे शक्य झाले, म्हणजेच विशिष्ट फ्रिक्वेन्सीजशी जुळणारे दोलन प्रणाली, खूप जास्त आयुष्यमान आणि क्वांटम मेकॅनिकल अवस्था जास्त काळ टिकवून ठेवणे शक्य झाले. मोठ्या क्वांटम संगणकांच्या दीर्घकालीन विकासासाठी ही एक पूर्वअट आहे.

क्वांटम तंत्रज्ञानाच्या विकासासाठी, परंतु वैद्यकीय निदानासाठी देखील संभाव्य घटक म्हणजे डिटेक्टर जे सिंगल-फोटॉन देखील नोंदवू शकतात. मुन्स्टर विद्यापीठातील कार्स्टन शुक यांचा संशोधन गट सुपरकंडक्टरवर आधारित अशा सिंगल-फोटॉन डिटेक्टर विकसित करण्यासाठी अनेक वर्षांपासून काम करत आहे. कमी तापमानात जे चांगले काम करते, ते जगभरातील शास्त्रज्ञ एका दशकाहून अधिक काळ उच्च-तापमान सुपरकंडक्टरसह साध्य करण्याचा प्रयत्न करत आहेत. अभ्यासासाठी वापरल्या जाणाऱ्या YBCO नॅनोवायरमध्ये, हा प्रयत्न आता प्रथमच यशस्वी झाला आहे. "आमचे नवीन निष्कर्ष नवीन प्रायोगिकरित्या सत्यापित करण्यायोग्य सैद्धांतिक वर्णने आणि तांत्रिक विकासासाठी मार्ग मोकळा करतात," असे शुक संशोधन गटाचे सह-लेखक मार्टिन वोल्फ म्हणतात.

आमचे संपादक पाठवलेल्या प्रत्येक अभिप्रायाचे बारकाईने निरीक्षण करतील आणि योग्य ती कारवाई करतील याची तुम्ही खात्री बाळगू शकता. तुमची मते आमच्यासाठी महत्त्वाची आहेत.

तुमचा ईमेल पत्ता फक्त प्राप्तकर्त्याला ईमेल कोणी पाठवला हे कळवण्यासाठी वापरला जातो. तुमचा पत्ता किंवा प्राप्तकर्त्याचा पत्ता इतर कोणत्याही कारणासाठी वापरला जाणार नाही. तुम्ही प्रविष्ट केलेली माहिती तुमच्या ईमेल संदेशात दिसेल आणि Phys.org द्वारे कोणत्याही स्वरूपात ती जतन केली जाणार नाही.

तुमच्या इनबॉक्समध्ये साप्ताहिक आणि/किंवा दैनिक अपडेट्स मिळवा. तुम्ही कधीही सदस्यता रद्द करू शकता आणि आम्ही तुमचे तपशील कधीही तृतीय पक्षांना शेअर करणार नाही.

ही साइट नेव्हिगेशनमध्ये मदत करण्यासाठी, आमच्या सेवांच्या तुमच्या वापराचे विश्लेषण करण्यासाठी आणि तृतीय पक्षांकडून सामग्री प्रदान करण्यासाठी कुकीज वापरते. आमच्या साइटचा वापर करून, तुम्ही कबूल करता की तुम्ही आमचे गोपनीयता धोरण आणि वापराच्या अटी वाचल्या आणि समजून घेतल्या आहेत.