توانایی یک ابر رسانای نادر در تحول اساسی محاسبات کوانتومی

یک ابررسانای نادر می‌تواند بر یک مشکل بزرگ در رایانه‌های کوانتومی چیره شود و مسیر محاسبات کوانتومی را تغییر دهد.

کد خبر: ۵۳۶۹۳۸

۲۶ خرداد ۱۴۰۰

به گزارش آی‌ای، ابررساناها پس از سرد شدن به اندازه کافی در دمای پایین، راهی برای انتقال بدون مقاومت برق ارائه می‌دهند. به همین دلیل آنها یک منبع ایده‌آل در جهانی هستند که تلاش بی‌وقفه‌ای برای کاهش مصرف انرژی دارد. اما یک نوع ابررسانای تازه کشف شده و کمیاب می‌تواند مسیر رایانه‌های کوانتومی را تغییر دهد.

به گزارش اقتصادآنلاین به نقل از ایسنا؛ گروهی از محققان، یک ابررسانای توپولوژیکی جدید و کمیاب به نام "LaPt3P" را کشف کرده‌اند که براساس مطالعه تازه منتشر شده آنها در مجله Nature Communications، می‌تواند در صنعت نوپای رایانش کوانتومی نقش مهمی ایفا کند.

ابررساناها خواص کوانتومی را در مقیاس اشیای معمول و روزمره به نمایش می‌گذارند که این امر باعث می‌شود آنها کاندیداهای بسیار امیدوار کننده‌ای برای ساخت رایانه‌هایی باشند که از فیزیک کوانتوم برای ذخیره‌سازی داده‌ها و انجام عملیات‌های محاسباتی آنچنان پیشرفته‌ای استفاده می‌کنند که حتی از جدیدترین ابررایانه‌ها نیز بهتر عمل می‌کنند. این امر باعث افزایش تقاضای ابررساناها از سوی شرکت‌های پیشرو در فناوری مانند آی‌بی‌ام، مایکروسافت، گوگل و غیره شده است تا رایانه‌های کوانتومی را با ابررساناها به سطح صنعتی برسانند.

تحقیقات این مطالعه توسط محققان "آزمایشگاه STFC Rutherford Appleton"  و محققان دانشگاه "کنت" انجام شده است.

محققان قبل از کشف این ابررسانا، به یک مانع برخورد کرده بودند. واحدهای ابتدایی رایانه‌های کوانتومی موسوم به "کیوبیت"(qubit) بسیار حساس هستند و در برخورد با ذرات هوا و گرما به راحتی خصوصیات کوانتومی خود را از دست می‌دهند. یکی از راه‌های محافظت از کیوبیت‌ها در برابر این اثرات، ایجاد نسخه‌های انعطاف‌پذیرتر با یک کلاس خاص از ابررساناها است که انواع توپولوژیک ابررسانا نامیده می‌شوند و میزبان حالت‌های فلزی محافظت شده روی سطح یا مرزهای خود هستند.

ابررساناهای توپولوژیکی مانند "LaPt3P" همزمان با تجزیه و تحلیل نظری بسیار پیچیده، از طریق آزمایشات "آرامش چرخش میون" کشف شدند. تیم تحقیق برای تأیید اینکه خاصیت این ابررسانای جدید یک ابزار یا نمونه تصادفی نیست، از دو مجموعه مختلف نمونه استفاده کرد که در موسسه فناوری زوریخ و دانشگاه "وارویک" تهیه شده بود. سپس این تیم آزمایشات میون را روی دو نوع مختلف از امکانات میون انجام داد: یکی در سوئیس و دیگری در منبع پالس نوترون و میون در آزمایشگاه "STFC Rutherford Appleton".

"سادیپ کومار گاش" محقق ارشد این مطالعه از دانشگاه "کنت" گفت: کشف ابررسانای توپولوژیکی "LaPt3P" پتانسیل فوق العاده‌ای در زمینه محاسبات کوانتومی دارد. کشف چنین مولفه نادر و دلخواهی اهمیت تحقیقات میون را برای دنیای روزمره پیرامون ما نشان می‌دهد و این نتیجه یک موفقیت بزرگ در محاسبات کوانتومی است.

پروفسور "آندرو کلیلند" دانشمند ارشد این مطالعه نیز گفت: توسعه روش‌هایی که به ما امکان انتقال حالت‌های درهم تنیده کوانتومی را بدهند، برای رایانه‌های کوانتومی ضروری است.

به عبارت دیگر، با این ماده ابررسانا که به تازگی کشف شده است می‌توان بر موانع اساسی بر سر راه رایانه‌های کوانتومی غلبه کرد و به پیشرفت بزرگی در برقراری ارتباط بین شبکه‌های کوانتومی رسید و همچنین ظهور رایانه‌های کوانتومی پیشرفته‌ای را متصور بود که نه تنها قادر به حل مسائل فیزیک نظری بسیار پیچیده هستند، بلکه زیرساخت‌های ارتباطی ما را نیز متحول خواهند کرد.