تبلیغات
علم کیمیا - بیسموت ،شریکان در حال رقص خیلی خوبی برای کیوبیت های کامپیوتر های کوانتومی فراهم کرده است.
یکشنبه 8 بهمن 1391  05:50 ب.ظ    ویرایش: - -
توسط: ک ی

مطالعات جدید،راهی نشان داده که در آن الکترون ها و هسته ی بیسموت با همکاری هم مانند کیوبیت های یک کامپیوتر کوانتومی کار می کنند.

کشفی که در Nature Materials چاپ شد،گامی کلیدی بیشتری برای ما ارایه کرده است به منظور ایجاد محاسبات کوانتومی عملی که در صورت نبودن این کشف،زندگی دنیا رو به تمام شدن می رفت.

شرکای همکاری این پژوهش در دانشگاه Warwick ، UCL, ETH Zurich ،و در USA Sandia National Labs مستقر هستند.

اطلاعات در کامپیوتر های معمولی ما به صورت بیت ذخیره می شوند،که یا به صورت 0 بیان می شوند یا به صورت 1.بیت های کوانتومی به شکل متفاوتی عمل می کنند که در آن هر بیت کوانتومی می تواند در یک زمان هم 0 باشد و هم 1.این ویژگی آن ها را قدرتمند تر می کند در حل مشکلات جدی و پر اهمیت تر.

پژوهشگران،کاوش کردند تاثیر جهت گیری اسپین الکترون ها را در ایجاد چنین موقعیت هایی،اما این روش،چالش های مخصوص به خود را دارد.

دکتر Gavin Morley از دانشکده فیزیک دانشگاه Warwick گفت : " اتم های بیسموت در بلورهای سیلیکون ،می توانند خیلی خوب مانند بیت های کوانتومی رفتار کنند.هر اتم بیسموت یک الکترون یدکی و اضافه دارد که اسپین آن می تواند تحت تاثیر میدان مغناطیسی تغییر کند.
اگر ما این الکترون را در یک آهنربا قرار دهیم،با جهت میدان مغناطیسی هم جهت می شودو مانند یک قطب نمای سوزنی عمل می کند.
ما می توانیم جهتی را که الکترون به سمت آن اشاره می کند ،توسط امواج مایکرویو کنترل کنیم.امواج مایکرویو به ما اجازه می دهد که جهتی که الکترون به آن اشاره دارد را سریع و مداوم تغییر بدهیم و این بالا و پایین شدن جهت الکترون ،همان وضعیت 0 و 1 به طور هم زمان است که در بیت های کوانتومی دیده می شود.
متاسفانه،الکترون ما به طور مداوم تمایل به برهم کنش با اتم های اطرافش را دارد که خارج از کنترل ما هستند.
و هرچه زمان بیشتری را از دست بدهیم،مدت زمان بیشتری برای الکترون است که با اتم های اطرافش برهم کنش بدهد،و سرانجام برای ما بی استفاده شود.
هم اکنون،این الکترون،با هسته بیسموت همراه شده که اسپین مربوط به خودش را دارد.یک قطب نمای سوزنی کوچکتر.استفاده کردن از هسته به عنوان یک بیت کوانتومی اضافه و فلیپ فلپ کردن اسپین آن به طور هم زمان با الکترون مورد نظر،می تواند کمک زیادی به ما کند.ما می توانیم این قطب نمای سوزنی کوچک را نیز کنترل کنیم اما چون کوچکتر است،زمان بیشتری را نیاز دارد و همچنین باید به جای امواج مایکرویو از امواج رادیویی استفاده کنیم.
خبر خوب این است که چون زمان بیشتری را برای پاسخ دادن می خواهد،قطب نمای سوزنی کوچک هسته بیسموت ما،کمتر تحت تاثیر دخالت های اتم های قاپنده اطرافش قرار می گیرد نسبت به تاثیری که اتم های اطراف بر قطب نمای سوزنی الکترونمان داشتند.
اما از طرفی ما این را پیدا کردیم که با کاهش بزرگی میدان مغناطیسی به میزان کافی،الکترون وهسته با هم هیبرید می شوند.آزمایشات جدید ما در ETH Zurich نشان داده که از طریق هیبریداسیون،می توانیم هر دو قطب نمای سوزنی (هسته و الکترون) را به راحتی توسط امواج مایکرویو ،جهت اسپینشان را تغییر بدهیم. "

دکتر Morley این پدیده را مقایسه می کند با عکس برداری رزونانسی مغناطیسی (MRI) که در بیمارستان ها پیدا می شود.
او گفت : " MRI براساس کنترل کردن اسپین اتم های بدن شما کار می کند.
ما هسته و الکترون های بیسموت را هیبرید کردیم و دیدیم که به این شکل،راحت تر می توانیم آن ها را کنترل کنیم.
این یک راه ساده و جدید است که در آن بیت های کوانتومی سریع و آهسته باهم هم زمان کار می کنند.هنوز چالش های زیادی وجود دارد قبل از این که شخصی بتواند از یک کامپیوتر کوانتومی با بیت های کوانتومی مفید کافی استفاده کند،اما با این هیبریداسیون به عنوان بخشی از طراحی یک کامپیوتر،ما یک قدم جلوتر هستیم. "
 

 

منبع: http://www.sciencedaily.com/releases/2012/12/121202164321.htm?utm_source=feedburner&utm_medium=email&utm_campaign=Feed%3A+sciencedaily+%28ScienceDaily%3A+Latest+Science+News%29&utm_content=Yahoo%21+Mail

   


نظرات()  
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر

علم کیمیا

دانش شیمی محض