Развој квантног рачунара који може да решава проблеме које класични рачунари могу да реше само уз велики напор или никако – то је циљ којем тренутно тежи све већи број истраживачких тимова широм света. Разлог: Квантни ефекти, који потичу из света најмањих честица и структура, омогућавају многе нове технолошке примене. Такозвани суперпроводници, који омогућавају обраду информација и сигнала у складу са законима квантне механике, сматрају се обећавајућим компонентама за реализацију квантних рачунара. Међутим, проблем код суперпроводних наноструктура је то што функционишу само на веома ниским температурама и стога их је тешко применити у практичне сврхе. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Истраживачи са Универзитета у Минстеру и истраживачког центра Јилих сада су, по први пут, демонстрирали оно што је познато као квантизација енергије у наножицама направљеним од високотемпературних суперпроводника - тј. суперпроводника, код којих је температура повишена испод које преовлађују квантно-механички ефекти. Суперпроводна наножица тада преузима само одабрана енергетска стања која би се могла користити за кодирање информација. Код високотемпературних суперпроводника, истраживачи су такође први пут могли да посматрају апсорпцију једног фотона, светлосне честице која служи за пренос информација.
„С једне стране, наши резултати могу допринети коришћењу знатно поједностављене технологије хлађења у квантним технологијама у будућности, а са друге стране, нуде нам потпуно нове увиде у процесе који управљају суперпроводним стањима и њиховом динамиком, који још увек нису схваћени“, наглашава вођа студије, јуниор, проф. Карстен Шук са Института за физику Универзитета у Минстеру. Резултати стога могу бити релевантни за развој нових врста рачунарске технологије. Студија је објављена у часопису Nature Communications.
Научници су користили суперпроводнике направљене од елемената итријума, баријума, оксида бакра и кисеоника, или скраћено YBCO, од којих су направили жице танке неколико нанометара. Када ове структуре проводе електричну струју, долази до физичке динамике назване „фазна клизања“. У случају YBCO наножица, флуктуације густине носилаца наелектрисања изазивају варијације у суперструји. Истраживачи су истраживали процесе у наножицама на температурама испод 20 Келвина, што одговара минус 253 степена Целзијуса. У комбинацији са моделским прорачунима, демонстрирали су квантизацију енергетских стања у наножицама. Температура на којој су жице ушле у квантно стање утврђена је на 12 до 13 Келвина - температура неколико стотина пута виша од температуре потребне за материјале који се обично користе. Ово је омогућило научницима да произведу резонаторе, односно осцилујуће системе подешене на одређене фреквенције, са много дужим животним веком и да дуже одржавају квантно механичка стања. Ово је предуслов за дугорочни развој све већих квантних рачунара.
Даље важне компоненте за развој квантних технологија, али потенцијално и за медицинску дијагностику, јесу детектори који могу да региструју чак и појединачне фотоне. Истраживачка група Карстена Шука на Универзитету у Минстеру већ неколико година ради на развоју таквих једнофотонских детектора заснованих на суперпроводницима. Оно што већ добро функционише на ниским температурама, научници широм света покушавају да постигну са високотемпературним суперпроводницима више од деценије. У YBCO наножицама коришћеним за студију, овај покушај је сада први пут успео. „Наши нови налази отварају пут новим експериментално проверљивим теоријским описима и технолошким развојима“, каже коаутор Мартин Волф из истраживачке групе Шук.
Можете бити сигурни да наши уредници пажљиво прате сваку послату повратну информацију и предузеће одговарајуће мере. Ваша мишљења су нам важна.
Ваша адреса е-поште се користи само да би прималац знао ко је послао е-пошту. Ни ваша адреса ни адреса примаоца неће бити коришћене ни у коју другу сврху. Информације које унесете појавиће се у вашој е-поруци и Phys.org их неће задржати ни у ком облику.
Примајте недељна и/или дневна ажурирања у пријемно сандуче. Можете се одјавити у било ком тренутку и никада нећемо делити ваше податке са трећим лицима.
Ова страница користи колачиће како би вам помогла у навигацији, анализирала ваше коришћење наших услуга и пружила садржај трећих страна. Коришћењем наше странице, потврђујете да сте прочитали и разумели нашу Политику приватности и Услове коришћења.
Време објаве: 07.04.2020.