Pembangunan komputer kuantum yang boleh menyelesaikan masalah, yang mana komputer klasik hanya boleh menyelesaikannya dengan usaha yang gigih atau tidak dapat menyelesaikannya langsung—inilah matlamat yang sedang dikejar oleh bilangan pasukan penyelidikan yang semakin meningkat di seluruh dunia. Sebabnya: Kesan kuantum, yang berasal dari dunia zarah dan struktur terkecil, membolehkan banyak aplikasi teknologi baharu. Apa yang dipanggil superkonduktor, yang membolehkan pemprosesan maklumat dan isyarat mengikut hukum mekanik kuantum, dianggap sebagai komponen yang menjanjikan untuk merealisasikan komputer kuantum. Walau bagaimanapun, satu perkara yang membimbangkan tentang struktur nano superkonduktor ialah ia hanya berfungsi pada suhu yang sangat rendah dan oleh itu sukar untuk dibawa ke dalam aplikasi praktikal. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Penyelidik di Universiti Münster dan Forschungszentrum Jülich kini, buat pertama kalinya, menunjukkan apa yang dikenali sebagai kuantisasi tenaga dalam nanowayar yang diperbuat daripada superkonduktor suhu tinggi—iaitu superkonduktor, di mana suhu dinaikkan di bawahnya kesan mekanikal kuantum mendominasi. Nanowayar superkonduktor kemudiannya hanya menganggap keadaan tenaga terpilih yang boleh digunakan untuk mengekod maklumat. Dalam superkonduktor suhu tinggi, para penyelidik juga dapat memerhatikan buat kali pertama penyerapan foton tunggal, zarah cahaya yang berfungsi untuk menghantar maklumat.
"Di satu pihak, hasil kajian kami boleh menyumbang kepada penggunaan teknologi penyejukan yang dipermudahkan dalam teknologi kuantum pada masa hadapan, dan sebaliknya, ia menawarkan kami pandangan baharu sepenuhnya tentang proses yang mengawal keadaan superkonduktor dan dinamiknya, yang masih belum difahami," tegas ketua kajian, Jun. Prof. Carsten Schuck dari Institut Fizik di Universiti Münster. Oleh itu, hasil kajian ini mungkin relevan untuk pembangunan jenis teknologi komputer baharu. Kajian ini telah diterbitkan dalam jurnal Nature Communications.
Para saintis menggunakan superkonduktor yang diperbuat daripada unsur yttrium, barium, kuprum oksida dan oksigen, atau YBCO secara ringkasnya, yang mana mereka menghasilkan beberapa wayar nipis nanometer. Apabila struktur ini mengalirkan arus elektrik, dinamik fizikal yang dipanggil 'gelinciran fasa' berlaku. Dalam kes wayar nano YBCO, turun naik ketumpatan pembawa cas menyebabkan variasi dalam arus lampau. Para penyelidik menyiasat proses dalam wayar nano pada suhu di bawah 20 Kelvin, yang bersamaan dengan tolak 253 darjah Celsius. Digabungkan dengan pengiraan model, mereka menunjukkan pengkuantuman keadaan tenaga dalam wayar nano. Suhu di mana wayar memasuki keadaan kuantum didapati pada 12 hingga 13 Kelvin—suhu beberapa ratus kali lebih tinggi daripada suhu yang diperlukan untuk bahan yang biasa digunakan. Ini membolehkan para saintis menghasilkan resonator, iaitu sistem berayun yang ditala kepada frekuensi tertentu, dengan jangka hayat yang lebih lama dan mengekalkan keadaan mekanik kuantum untuk tempoh yang lebih lama. Ini adalah prasyarat untuk pembangunan jangka panjang komputer kuantum yang lebih besar.
Komponen penting selanjutnya untuk pembangunan teknologi kuantum, tetapi juga berpotensi untuk diagnostik perubatan, ialah pengesan yang boleh mendaftarkan walaupun foton tunggal. Kumpulan penyelidikan Carsten Schuck di Universiti Münster telah berusaha selama beberapa tahun untuk membangunkan pengesan foton tunggal sedemikian berdasarkan superkonduktor. Apa yang sudah berfungsi dengan baik pada suhu rendah, saintis di seluruh dunia telah cuba capai dengan superkonduktor suhu tinggi selama lebih daripada satu dekad. Dalam wayar nano YBCO yang digunakan untuk kajian ini, percubaan ini kini telah berjaya buat kali pertama. "Penemuan baharu kami membuka jalan untuk penerangan teori dan perkembangan teknologi baharu yang boleh disahkan secara eksperimen," kata penulis bersama Martin Wolff dari kumpulan penyelidikan Schuck.
Anda boleh yakin bahawa editor kami akan memantau setiap maklum balas yang dihantar dengan teliti dan akan mengambil tindakan yang sewajarnya. Pendapat anda adalah penting bagi kami.
Alamat e-mel anda hanya digunakan untuk memberitahu penerima siapa yang menghantar e-mel tersebut. Alamat anda mahupun alamat penerima tidak akan digunakan untuk sebarang tujuan lain. Maklumat yang anda masukkan akan muncul dalam mesej e-mel anda dan tidak disimpan oleh Phys.org dalam apa jua bentuk.
Dapatkan kemas kini mingguan dan/atau harian yang dihantar ke peti masuk anda. Anda boleh berhenti melanggan pada bila-bila masa dan kami tidak akan sekali-kali berkongsi butiran anda kepada pihak ketiga.
Laman ini menggunakan kuki untuk membantu navigasi, menganalisis penggunaan perkhidmatan kami oleh anda dan menyediakan kandungan daripada pihak ketiga. Dengan menggunakan laman kami, anda mengakui bahawa anda telah membaca dan memahami Dasar Privasi dan Syarat Penggunaan kami.
Masa siaran: 07-Apr-2020