កុំព្យូទ័រឡាស៊ែរ

ប្រេកង់នាឡិកា 1 GHz នៅក្នុង processors គឺមួយពាន់លានប្រតិបត្តិការក្នុងមួយវិនាទី។ ជាច្រើន ប៉ុន្តែម៉ូដែលល្អបំផុតដែលបច្ចុប្បន្នអាចរកបានសម្រាប់អ្នកប្រើប្រាស់ជាមធ្យមកំពុងសម្រេចបានច្រើនដងច្រើនជាងមុន។ ចុះ​បើ​វា​លឿន​ជាង​មួយ​លាន​ដង?

នេះគឺជាអ្វីដែលបច្ចេកវិទ្យាកុំព្យូទ័រថ្មីសន្យា ដោយប្រើពន្លឺឡាស៊ែរដើម្បីប្តូររវាងរដ្ឋ "1" និង "0" ។ នេះធ្វើតាមការគណនាសាមញ្ញ quadrillion ដងក្នុងមួយវិនាទី.

នៅក្នុងការពិសោធន៍ដែលបានធ្វើឡើងក្នុងឆ្នាំ 2018 និងបានពិពណ៌នានៅក្នុងទិនានុប្បវត្តិ Nature អ្នកស្រាវជ្រាវបានបាញ់កាំរស្មីឡាស៊ែរអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដជីពចរនៅអារេ Honeycomb នៃ tungsten និង selenium (1) ។ នេះបណ្តាលឱ្យស្ថានភាពសូន្យ និងមួយប្តូរនៅក្នុងបន្ទះឈីបស៊ីលីកុនរួមបញ្ចូលគ្នា ដូចនៅក្នុងខួរក្បាលកុំព្យូទ័រធម្មតាដែរ គឺលឿនជាងមួយលានដងប៉ុណ្ណោះ។

តើវាកើតឡើងដោយរបៀបណា? អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រពណ៌នាវាតាមក្រាហ្វិក ដោយបង្ហាញថា អេឡិចត្រុងនៅក្នុងប្រហោងដែកមានឥរិយាបទ "ចម្លែក" (ទោះបីជាមិនច្រើនក៏ដោយ)។ គួរឱ្យរំភើបណាស់ ភាគល្អិតទាំងនេះលោតរវាងរដ្ឋ quantum ផ្សេងៗគ្នា ដែលដាក់ឈ្មោះដោយអ្នកពិសោធន៍ "ការ​បង្វិល​ក្លែង​ក្លាយ ».

អ្នកស្រាវជ្រាវបានប្រៀបធៀបវាទៅនឹងម៉ាស៊ីនហាត់ប្រាណដែលបង្កើតជុំវិញម៉ូលេគុល។ ពួកគេហៅផ្លូវទាំងនេះថា "ជ្រលងភ្នំ" ហើយពិពណ៌នាអំពីឧបាយកលនៃរដ្ឋបង្វិលទាំងនេះថា "ជ្រលងភ្នំ » (ស.)

អេឡិចត្រុងរំភើបដោយឡាស៊ែរជីពចរ។ ដោយអាស្រ័យលើភាពរាងប៉ូលនៃជីពចរអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ ពួកគេ "កាន់កាប់" មួយក្នុងចំណោមពីរ "ជ្រលង" ដែលអាចធ្វើទៅបាននៅជុំវិញអាតូមនៃបន្ទះដែក។ រដ្ឋទាំងពីរនេះណែនាំភ្លាមៗអំពីការប្រើប្រាស់បាតុភូតនៅក្នុងតក្កវិជ្ជាកុំព្យូទ័រសូន្យ។

ការលោតអេឡិចត្រុងគឺលឿនខ្លាំងណាស់ក្នុងវដ្ត femtosecond ។ ហើយនៅទីនេះគឺជាអាថ៌កំបាំងនៃល្បឿនមិនគួរឱ្យជឿនៃប្រព័ន្ធដឹកនាំដោយឡាស៊ែរ។

លើសពីនេះ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអះអាងថា ដោយសារឥទ្ធិពលរាងកាយ ប្រព័ន្ធទាំងនេះស្ថិតក្នុងន័យខ្លះនៅក្នុងរដ្ឋទាំងពីរក្នុងពេលតែមួយ (superposition) ដែលបង្កើតឱកាសសម្រាប់ អ្នកស្រាវជ្រាវសង្កត់ធ្ងន់ថាអ្វីៗទាំងអស់នេះកើតឡើងនៅក្នុង សីតុណ្ហភាពបន្ទប់ខណៈពេលដែលកុំព្យូទ័រ quantum ដែលមានស្រាប់ភាគច្រើនទាមទារឱ្យប្រព័ន្ធ qubits ត្រជាក់ដល់សីតុណ្ហភាពជិតសូន្យដាច់ខាត។

អ្នកស្រាវជ្រាវបាននិយាយនៅក្នុងសេចក្តីថ្លែងការណ៍មួយថា "ក្នុងរយៈពេលវែង យើងឃើញពីលទ្ធភាពពិតប្រាកដនៃការបង្កើតឧបករណ៍ quantum ដែលដំណើរការលឿនជាងការយោលតែមួយនៃរលកពន្លឺ" ។ លោក Rupert Huberសាស្ត្រាចារ្យរូបវិទ្យានៅសាកលវិទ្យាល័យ Regensburg ប្រទេសអាល្លឺម៉ង់។

ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមិនទាន់បានអនុវត្តប្រតិបត្តិការ quantum ពិតប្រាកដណាមួយនៅក្នុងវិធីនេះទេ ដូច្នេះគំនិតនៃកុំព្យូទ័រ quantum ដែលដំណើរការនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់នៅតែជាទ្រឹស្តីសុទ្ធសាធ។ ដូចគ្នានេះដែរអនុវត្តចំពោះថាមពលកុំព្យូទ័រធម្មតានៃប្រព័ន្ធនេះ។ មានតែការងារនៃលំយោលប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវបានបង្ហាញ ហើយមិនមានប្រតិបត្តិការគណនាពិតប្រាកដត្រូវបានអនុវត្តទេ។

ការពិសោធន៍ស្រដៀងនឹងអ្វីដែលបានពិពណ៌នាខាងលើត្រូវបានអនុវត្តរួចហើយ។ ក្នុងឆ្នាំ 2017 ការពិពណ៌នាអំពីការសិក្សានេះត្រូវបានបោះពុម្ពផ្សាយនៅក្នុង Nature Photonics រួមទាំងនៅសាកលវិទ្យាល័យ Michigan ក្នុងសហរដ្ឋអាមេរិកផងដែរ។ នៅទីនោះ ពន្លឺឡាស៊ែរដែលមានរយៈពេល 100 femtoseconds ត្រូវបានឆ្លងកាត់គ្រីស្តាល់ semiconductor ដែលគ្រប់គ្រងស្ថានភាពនៃអេឡិចត្រុង។ តាមក្បួនមួយបាតុភូតដែលកើតឡើងនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធនៃសម្ភារៈគឺស្រដៀងគ្នាទៅនឹងអ្វីដែលបានពិពណ៌នាពីមុន។ ទាំង​នេះ​គឺ​ជា​ផល​វិបាក​របស់​កង់ទិច។

បន្ទះសៀគ្វីពន្លឺនិង perovskites

ធ្វើ "កុំព្យូទ័រឡាស៊ែរ quantum » គាត់ត្រូវបានព្យាបាលខុសគ្នា។ កាល​ពី​ខែ​តុលា​កន្លង​ទៅ ក្រុម​ស្រាវជ្រាវ​អាមេរិក-ជប៉ុន-អូស្ត្រាលី​បាន​បង្ហាញ​ប្រព័ន្ធ​កុំព្យូទ័រ​ទម្ងន់​ស្រាល។ ជំនួសឱ្យ qubits វិធីសាស្រ្តថ្មីប្រើស្ថានភាពរូបវន្តនៃកាំរស្មីឡាស៊ែរ និងគ្រីស្តាល់ផ្ទាល់ខ្លួន ដើម្បីបំប្លែងធ្នឹមទៅជាប្រភេទពន្លឺពិសេសហៅថា "ពន្លឺដែលបានបង្ហាប់" ។

ដើម្បីឱ្យស្ថានភាពនៃចង្កោមបង្ហាញពីសក្ដានុពលនៃការគណនាកង់ទិច ឡាស៊ែរត្រូវតែត្រូវបានវាស់តាមវិធីជាក់លាក់មួយ ហើយនេះត្រូវបានសម្រេចដោយប្រើបណ្តាញដែលជាប់គាំង quantum-entangled នៃកញ្ចក់ អ្នកបញ្ចេញធ្នឹម និងសរសៃអុបទិក (2)។ វិធីសាស្រ្តនេះត្រូវបានបង្ហាញក្នុងកម្រិតតូចមួយ ដែលមិនផ្តល់ល្បឿនគណនាខ្ពស់គ្រប់គ្រាន់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រនិយាយថា គំរូនេះអាចធ្វើមាត្រដ្ឋានបាន ហើយរចនាសម្ព័ន្ធធំជាងនេះ អាចសម្រេចបាននូវអត្ថប្រយោជន៍ quantum លើគំរូ quantum និង binary ដែលបានប្រើ។

2. កាំរស្មីឡាស៊ែរឆ្លងកាត់បណ្តាញ tangled នៃកញ្ចក់

Science Today កត់សំគាល់ថា "ខណៈពេលដែលម៉ាស៊ីនដំណើរការ quantum បច្ចុប្បន្នគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ វាមិនច្បាស់ទេថាតើពួកវាអាចត្រូវបានធ្វើមាត្រដ្ឋានទៅទំហំធំខ្លាំងឬយ៉ាងណា" ។ Nicolas Menicucciជាអ្នកស្រាវជ្រាវរួមចំណែកនៅមជ្ឈមណ្ឌលសម្រាប់បច្ចេកវិទ្យាកុំព្យូទ័រ និងទំនាក់ទំនង Quantum (CQC2T) នៅសាកលវិទ្យាល័យ RMIT ក្នុងទីក្រុង Melbourne ប្រទេសអូស្ត្រាលី។ "វិធីសាស្រ្តរបស់យើងចាប់ផ្តើមជាមួយនឹងការធ្វើមាត្រដ្ឋានយ៉ាងខ្លាំងដែលបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងបន្ទះឈីបតាំងពីដំបូងដោយសារតែខួរក្បាលដែលហៅថាស្ថានភាពចង្កោមត្រូវបានបង្កើតឡើងពីពន្លឺ។"

ប្រភេទថ្មីនៃឡាស៊ែរក៏ត្រូវការសម្រាប់ប្រព័ន្ធ photonic ដែលមានល្បឿនលឿន (សូមមើលផងដែរ :) ។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមកពីសាកលវិទ្យាល័យ Far Eastern Federal University (FEFU) — រួមជាមួយសហការីរុស្ស៊ីមកពីសាកលវិទ្យាល័យ ITMO ក៏ដូចជាអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមកពីសាកលវិទ្យាល័យ Texas នៅ Dallas និងសាកលវិទ្យាល័យជាតិអូស្ត្រាលី — បានរាយការណ៍នៅក្នុងខែមីនាឆ្នាំ 2019 នៅក្នុងទិនានុប្បវត្តិ ACS Nano ថាពួកគេបានបង្កើត ប្រសិទ្ធភាព លឿន និងវិធីថោកដើម្បីផលិត ឡាស៊ែរ perovskite. អត្ថប្រយោជន៍របស់ពួកគេជាងប្រភេទផ្សេងទៀតគឺថាពួកគេធ្វើការកាន់តែមានស្ថេរភាពដែលមានសារៈសំខាន់ដ៏អស្ចារ្យសម្រាប់បន្ទះសៀគ្វីអុបទិក។

“បច្ចេកវិទ្យាបោះពុម្ពឡាស៊ែរ halide របស់យើងផ្តល់នូវវិធីសាមញ្ញ សន្សំសំចៃ និងគ្រប់គ្រងខ្ពស់ក្នុងការផលិតឡាស៊ែរ perovskite ជាច្រើនប្រភេទ។ វាជាការសំខាន់ក្នុងការកត់សម្គាល់ថាការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពធរណីមាត្រនៅក្នុងដំណើរការបោះពុម្ពឡាស៊ែរធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានជាលើកដំបូងដើម្បីទទួលបានមីក្រូឡាស perovskite របៀបតែមួយដែលមានស្ថេរភាព (3) ។ លោក Aleksey Zhishchenko អ្នកស្រាវជ្រាវនៅមជ្ឈមណ្ឌល FEFU បានពន្យល់នៅក្នុងការបោះពុម្ពផ្សាយនោះថា ឡាស៊ែរបែបនេះកំពុងរីកចម្រើនក្នុងការអភិវឌ្ឍឧបករណ៍អុបតូអេឡិចត្រូនិច និងណាណូហ្វូតូនិក ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា។ល។

3. កាំរស្មីឡាស៊ែរ Perovskite

ជាការពិតណាស់ យើងនឹងមិនឃើញកុំព្យូទ័រផ្ទាល់ខ្លួន "ដើរលើឡាស៊ែរ" ក្នុងពេលឆាប់ៗនេះទេ។ រហូតមកដល់ពេលនេះ ការពិសោធន៍ដែលបានពិពណ៌នាខាងលើគឺជាភស្តុតាងនៃគំនិត សូម្បីតែគំរូនៃប្រព័ន្ធកុំព្យូទ័រក៏ដោយ។

ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ល្បឿនដែលផ្តល់ដោយពន្លឺ និងកាំរស្មីឡាស៊ែរ គឺជាការល្បួងពេកសម្រាប់អ្នកស្រាវជ្រាវ ហើយបន្ទាប់មកវិស្វករ ដើម្បីបដិសេធផ្លូវនេះ។