नया 'गोल्ड-प्लेटेड' सुपरकंडक्टर भविष्य में बड़े पैमाने पर क्वांटम कंप्यूटरों की नींव बन सकता है
एक नई सुपरकंडक्टर सामग्री की विश्वसनीयता में काफी सुधार हो सकता है क्वांटम कंप्यूटरवैज्ञानिकों का कहना है।
ठंडा होने पर सामग्रियों का विद्युत प्रतिरोध आमतौर पर कम हो जाता है। लेकिन कुछ सामग्री, कहा जाता है अतिचालकधीरे-धीरे घटते विद्युत प्रतिरोध को तब तक बनाए रखें जब तक कि उन्हें उनके महत्वपूर्ण कट-ऑफ तापमान तक ठंडा न कर दिया जाए, जिस बिंदु पर उनका प्रतिरोध शून्य हो जाता है। कुछ प्रकार के अतिचालक, जैसे टोपोलॉजिकल सुपरकंडक्टर्सका उपयोग क्वांटम डेटा संचारित करने के लिए किया जा सकता है।
23 अगस्त को प्रकाशित एक शोध पत्र में विज्ञान उन्नतिकैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, रिवरसाइड के शोधकर्ताओं ने ट्राइगोनल टेल्यूरियम – एक गैर-चुंबकीय सामग्री और एक प्रकार की चिरल सामग्री (अणुओं से बना है जिसमें दर्पण-छवि समरूपता की कमी होती है) – को सोने की एक पतली फिल्म के साथ जोड़ा।
उन्होंने देखा कि इंटरफ़ेस पर क्वांटम अवस्थाओं में अच्छी तरह से परिभाषित ध्रुवीकरण (एक उपपरमाण्विक अणु की क्वांटम अवस्था) शामिल है। यह इलेक्ट्रॉनों के उत्तेजनाओं को संभावित रूप से उपयोग करने की अनुमति दे सकता है क्वांटम बिट्स (क्विबिट्स) क्वांटम कंप्यूटर में.
सोने की फिल्म की सतह “निकटता प्रभाव” के माध्यम से अतिचालक बन गई। यह प्रभाव तब हो सकता है जब एक गैर-सुपरकंडक्टिंग सामग्री को सुपरकंडक्टर के पास रखा जाता है, जो सुपरकंडक्टर के महत्वपूर्ण तापमान को दबा देता है। एक चिरल सामग्री होने के नाते, जो अपने आणविक गुणों को प्रतिबिंबित नहीं कर सकती है, ट्राइगोनल टेल्यूरियम के क्वांटम गुणों को इसकी भौतिक दर्पण छवि पर आरोपित नहीं किया जा सकता है।
अध्ययन के मुख्य लेखक ने कहा, “चिरल सामग्री और सोने के बीच एक बहुत साफ इंटरफ़ेस बनाकर, हमने एक द्वि-आयामी इंटरफ़ेस सुपरकंडक्टर विकसित किया है।” पेंग वेईकैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, रिवरसाइड में भौतिकी और खगोल विज्ञान के एक एसोसिएट प्रोफेसर कथन. “इंटरफ़ेस सुपरकंडक्टर अद्वितीय है क्योंकि यह ऐसे वातावरण में रहता है जहां स्पिन की ऊर्जा पारंपरिक सुपरकंडक्टर्स की तुलना में छह गुना अधिक बढ़ी हुई है।”
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वैज्ञानिकों ने पेपर में कहा कि इंटरफ़ेस सुपरकंडक्टर एक चुंबकीय क्षेत्र के तहत एक संक्रमण से गुजरा और अधिक मजबूत हो गया, इससे पता चलता है कि यह “ट्रिपलेट सुपरकंडक्टर” में बदल गया है। – एक प्रकार का सुपरकंडक्टर जो पारंपरिक सुपरकंडक्टर की तुलना में चुंबकीय क्षेत्र के प्रति अधिक प्रतिरोधी होता है।
उन्होंने राष्ट्रीय मानक और प्रौद्योगिकी संस्थान के साथ मिलकर शोध किया। पहले के काम में, उन्होंने दिखाया कि सोने और नाइओबियम की पतली फिल्में स्वाभाविक रूप से विघटन को दबा देती हैं – बाहरी पर्यावरणीय हस्तक्षेप के कारण क्वांटम गुणों का नुकसान।
वैज्ञानिकों ने कहा कि इसके मजबूत क्वांटम गुणों और विघटन को दबाने की क्षमता को देखते हुए, यह नई सुपरकंडक्टिंग सामग्री क्वांटम कंप्यूटर में उपयोग के लिए आदर्श होने का वादा करती है। सिस्टम के भीतर विसंगति को कम करना एक प्रमुख चुनौती है, जिसके लिए क्वांटम कंप्यूटर को बाहरी प्रभावों से अलग करने के लिए अत्यधिक उपायों की आवश्यकता होती है, जैसे कि तापमान में बदलाव या विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप, साथ ही गणना सटीक बनी रहे यह सुनिश्चित करने के लिए त्रुटि-सुधार एल्गोरिदम का उपयोग।
सुपरकंडक्टिंग सामग्री आज के क्वांटम कंप्यूटरों में उपयोग की जाने वाली सामग्रियों की तुलना में बहुत पतली थी, जो भविष्य में कम-नुकसान वाले माइक्रोवेव रेज़ोनेटर घटकों के उत्पादन के लिए उपयोगी साबित हो सकती है। माइक्रोवेव रेज़ोनेटर, जो क्वांटम कंप्यूटर का एक अनिवार्य हिस्सा हैं, माइक्रोवेव आवृत्तियों पर इलेक्ट्रॉनों को संग्रहीत और नियंत्रित करते हैं।
अधिक विश्वसनीय क्वांटम कंप्यूटरों को सक्षम करने के लिए उच्च-गुणवत्ता, कम-नुकसान वाले माइक्रोवेव रेज़ोनेटर की आवश्यकता होती है, और वैज्ञानिकों ने कहा कि यह नई सुपरकंडक्टिंग सामग्री एक आशाजनक उम्मीदवार है।
दुर्भाग्य से, पेपर के लेखकों ने सामग्री के महत्वपूर्ण कट-ऑफ तापमान का कोई संदर्भ नहीं दिया। यदि वे गर्म तापमान पर विघटन से बच सकते हैं, तो यह क्वांटम कंप्यूटिंग अनुसंधान में एक अभूतपूर्व उपलब्धि हो सकती है। हालाँकि, शोधकर्ताओं ने जिन भौतिक गुणों का प्रदर्शन किया है, वे विघटन को दबाने के लिए आवश्यक घटकों के निर्माण में प्रोत्साहन प्रदान करते हैं। लेकिन सामग्री कितनी व्यावहारिक होगी, इसके लिए अभी और अन्वेषण की आवश्यकता है।
