క్వాంటం టెక్నాలజీస్: సూపర్ కండక్టింగ్ ప్రక్రియలపై కొత్త అంతర్దృష్టులు

క్లాసికల్ కంప్యూటర్లు గొప్ప ప్రయత్నంతో లేదా అస్సలు పరిష్కరించలేకపోయినా సమస్యలను పరిష్కరించగల క్వాంటం కంప్యూటర్ అభివృద్ధి - ప్రస్తుతం ప్రపంచవ్యాప్తంగా పెరుగుతున్న పరిశోధనా బృందాలు అనుసరిస్తున్న లక్ష్యం ఇదే. కారణం: అతి చిన్న కణాలు మరియు నిర్మాణాల ప్రపంచం నుండి ఉద్భవించే క్వాంటం ప్రభావాలు అనేక కొత్త సాంకేతిక అనువర్తనాలను ప్రారంభిస్తాయి. క్వాంటం మెకానిక్స్ నియమాల ప్రకారం సమాచారం మరియు సంకేతాలను ప్రాసెస్ చేయడానికి అనుమతించే సూపర్ కండక్టర్లు అని పిలవబడేవి క్వాంటం కంప్యూటర్లను గ్రహించడానికి ఆశాజనక భాగాలుగా పరిగణించబడతాయి. అయితే, సూపర్ కండక్టింగ్ నానోస్ట్రక్చర్ల యొక్క అంటుకునే అంశం ఏమిటంటే అవి చాలా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద మాత్రమే పనిచేస్తాయి మరియు అందువల్ల ఆచరణాత్మక అనువర్తనాల్లోకి తీసుకురావడం కష్టం. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });

మున్స్టర్ మరియు ఫోర్స్చంగ్స్జెంట్రమ్ జులిచ్ విశ్వవిద్యాలయ పరిశోధకులు ఇప్పుడు మొదటిసారిగా, అధిక-ఉష్ణోగ్రత సూపర్ కండక్టర్లతో తయారు చేయబడిన నానోవైర్లలో శక్తి పరిమాణీకరణ అని పిలువబడే దానిని ప్రదర్శించారు - అంటే సూపర్ కండక్టర్లు, దీనిలో ఉష్ణోగ్రత క్వాంటం యాంత్రిక ప్రభావాలు ఎక్కువగా ఉండే దానికంటే తక్కువగా ఉంటుంది. అప్పుడు సూపర్ కండక్టింగ్ నానోవైర్ సమాచారాన్ని ఎన్కోడ్ చేయడానికి ఉపయోగించగల ఎంచుకున్న శక్తి స్థితులను మాత్రమే ఊహిస్తుంది. అధిక-ఉష్ణోగ్రత సూపర్ కండక్టర్లలో, పరిశోధకులు మొదటిసారిగా ఒకే ఫోటాన్ యొక్క శోషణను గమనించగలిగారు, ఇది సమాచారాన్ని ప్రసారం చేయడానికి ఉపయోగపడే కాంతి కణం.

"ఒక వైపు, మా ఫలితాలు భవిష్యత్తులో క్వాంటం టెక్నాలజీలలో గణనీయంగా సరళీకృత శీతలీకరణ సాంకేతికతను ఉపయోగించటానికి దోహదపడతాయి మరియు మరోవైపు, అవి సూపర్ కండక్టింగ్ స్థితులను మరియు వాటి డైనమిక్స్‌ను నియంత్రించే ప్రక్రియలపై పూర్తిగా కొత్త అంతర్దృష్టులను అందిస్తాయి, అవి ఇప్పటికీ అర్థం కాలేదు" అని మున్స్టర్ విశ్వవిద్యాలయంలోని ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ ఫిజిక్స్ నుండి అధ్యయన నాయకుడు జూన్. ప్రొఫెసర్ కార్స్టెన్ షక్ నొక్కిచెప్పారు. అందువల్ల కొత్త రకాల కంప్యూటర్ టెక్నాలజీ అభివృద్ధికి ఫలితాలు సంబంధితంగా ఉండవచ్చు. ఈ అధ్యయనం నేచర్ కమ్యూనికేషన్స్ జర్నల్‌లో ప్రచురించబడింది.

శాస్త్రవేత్తలు యట్రియం, బేరియం, కాపర్ ఆక్సైడ్ మరియు ఆక్సిజన్ లేదా సంక్షిప్తంగా YBCO అనే మూలకాలతో తయారు చేయబడిన సూపర్ కండక్టర్లను ఉపయోగించారు, వాటి నుండి వారు కొన్ని నానోమీటర్ సన్నని వైర్లను తయారు చేశారు. ఈ నిర్మాణాలు విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నిర్వహించినప్పుడు 'ఫేజ్ స్లిప్స్' అని పిలువబడే భౌతిక డైనమిక్స్ సంభవిస్తాయి. YBCO నానోవైర్ల విషయంలో, ఛార్జ్ క్యారియర్ సాంద్రత యొక్క హెచ్చుతగ్గులు సూపర్ కరెంట్‌లో వైవిధ్యాలకు కారణమవుతాయి. పరిశోధకులు 20 కెల్విన్ కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద నానోవైర్లలోని ప్రక్రియలను పరిశోధించారు, ఇది మైనస్ 253 డిగ్రీల సెల్సియస్‌కు అనుగుణంగా ఉంటుంది. మోడల్ లెక్కలతో కలిపి, వారు నానోవైర్లలో శక్తి స్థితుల పరిమాణీకరణను ప్రదర్శించారు. వైర్లు క్వాంటం స్థితిలోకి ప్రవేశించిన ఉష్ణోగ్రత 12 నుండి 13 కెల్విన్ వద్ద కనుగొనబడింది - సాధారణంగా ఉపయోగించే పదార్థాలకు అవసరమైన ఉష్ణోగ్రత కంటే అనేక వందల రెట్లు ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత. ఇది శాస్త్రవేత్తలు రెసొనేటర్‌లను ఉత్పత్తి చేయగలిగింది, అంటే నిర్దిష్ట పౌనఃపున్యాలకు ట్యూన్ చేయబడిన డోలనం చేసే వ్యవస్థలు, చాలా ఎక్కువ జీవితకాలం మరియు క్వాంటం యాంత్రిక స్థితులను ఎక్కువ కాలం నిర్వహించడానికి వీలు కల్పించింది. ఇది ఎప్పుడూ పెద్ద క్వాంటం కంప్యూటర్ల దీర్ఘకాలిక అభివృద్ధికి ఒక అవసరం.

క్వాంటం టెక్నాలజీల అభివృద్ధికి, అలాగే వైద్య నిర్ధారణకు కూడా ముఖ్యమైన భాగాలు సింగిల్-ఫోటాన్‌లను కూడా నమోదు చేయగల డిటెక్టర్లు. మున్స్టర్ విశ్వవిద్యాలయంలోని కార్స్టెన్ షక్ పరిశోధనా బృందం సూపర్ కండక్టర్ల ఆధారంగా ఇటువంటి సింగిల్-ఫోటాన్ డిటెక్టర్‌లను అభివృద్ధి చేయడంపై చాలా సంవత్సరాలుగా కృషి చేస్తోంది. తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఇప్పటికే బాగా పనిచేసేది, ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఉన్న శాస్త్రవేత్తలు ఒక దశాబ్దానికి పైగా అధిక-ఉష్ణోగ్రత సూపర్ కండక్టర్లతో సాధించడానికి ప్రయత్నిస్తున్నారు. అధ్యయనం కోసం ఉపయోగించిన YBCO నానోవైర్లలో, ఈ ప్రయత్నం ఇప్పుడు మొదటిసారిగా విజయవంతమైంది. "మా కొత్త పరిశోధనలు కొత్త ప్రయోగాత్మకంగా ధృవీకరించదగిన సైద్ధాంతిక వివరణలు మరియు సాంకేతిక పరిణామాలకు మార్గం సుగమం చేస్తాయి" అని షక్ పరిశోధనా బృందం నుండి సహ రచయిత మార్టిన్ వోల్ఫ్ చెప్పారు.

మా సంపాదకులు పంపిన ప్రతి అభిప్రాయాన్ని నిశితంగా పరిశీలిస్తారని మరియు తగిన చర్యలు తీసుకుంటారని మీరు హామీ ఇవ్వవచ్చు. మీ అభిప్రాయాలు మాకు ముఖ్యమైనవి.

మీ ఇమెయిల్ చిరునామా గ్రహీతకు ఇమెయిల్ ఎవరు పంపారో తెలియజేయడానికి మాత్రమే ఉపయోగించబడుతుంది. మీ చిరునామా లేదా గ్రహీత చిరునామా మరే ఇతర ప్రయోజనాల కోసం ఉపయోగించబడవు. మీరు నమోదు చేసిన సమాచారం మీ ఇ-మెయిల్ సందేశంలో కనిపిస్తుంది మరియు Phys.org ద్వారా ఏ రూపంలోనూ నిలుపుకోబడదు.

మీ ఇన్‌బాక్స్‌కు వారంవారీ మరియు/లేదా రోజువారీ నవీకరణలను అందుకోండి. మీరు ఎప్పుడైనా సభ్యత్వాన్ని తీసివేయవచ్చు మరియు మేము మీ వివరాలను మూడవ పక్షాలకు ఎప్పటికీ పంచుకోము.

ఈ సైట్ నావిగేషన్‌లో సహాయపడటానికి, మా సేవలను మీరు ఉపయోగించడాన్ని విశ్లేషించడానికి మరియు మూడవ పక్షాల నుండి కంటెంట్‌ను అందించడానికి కుకీలను ఉపయోగిస్తుంది. మా సైట్‌ను ఉపయోగించడం ద్వారా, మీరు మా గోప్యతా విధానం మరియు ఉపయోగ నిబంధనలను చదివి అర్థం చేసుకున్నారని మీరు అంగీకరిస్తున్నారు.