ساخت دام الکترونی از گرافن برای توسعه سامانه‌های کوانتومی

تاریخ : ۰۱ شهریور ۱۳۹۷

تعداد بازدید : ۲۵۷

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

محققان با استفاده از نانوروبان گرافنی، دام الکترونی ساختند که برای تولید کامپیوترهای کوانتومی قابل استفاده است. این دام‌های الکترونی می‌تواند نقش کیوبیت را ایفا کند.

محققان در حال تحقیق روی چگونگی استفاده از گرافن برای به‌دام اندازی الکترون‌ها هستند، آنها قصد دارند دام نانومقیاسی برای این کار بسازند. این دام‌های الکترونی در حوزه کامپیوتر کوانتومی کاربرد وسیعی داشته و به طراحان این سامانه‌ها کمک می‌کند تا کامپیوترهای پیشرفته‌تری را بسازند.

اخیرا محققان دانشگاه کالیفرنیا موفق به اتصال دو نانوروبان به‌یکدیگر شدند تا با استفاده از آن ابزاری برای به‌دام‌اندازی الکترون بسازند. در این ساختار جدید، الکترون‌ می‌تواند در محل اتصال میان دو روبان تثبیت شود.

برای این که این اتفاق رخ دهد، حالت‌های الکترونی میان دو نانوروبان گرافنی باید از هم متفاوت باشد. در این پروژه محققان نشان دادند که دو نانوروبان دارای حالات‌های الکترونی مختلف می‌توانند میزبان الکترون‌های منفرد باشند.

در این پروژه محققان از نوار‌هایی‌ با ضخامت‌های مختلف استفاده کردند تا در نهایت سوپر شبکه‌ای ایجاد شد که الکترون‌ها در آن می‌توانند حرکت کنند. این الکترون‌ها براساس قانون مکانیک کوانتوم با هم برهمکنش دارند.

بسته به فاصله میان نوارها، نانوروبان هیبریدی می‌تواند خواص مختف داشته باشد برای مثال روبان می‌تواند فلزی، نیمه‌هادی و یا زنجیره‌ای از کیوبیت‌ها باشد. کیوبیت، اساس کار کامپیوتر کوانتومی است.

در صورتی که الکترون‌های مجاور، موقعیت مناسبی داشته باشند، درهم‌تنیدگی رخ می‌دهد. این به‌آن معناست که الکترون‌های مجاور روی هم تاثیر متقابل دارند که این ویژگی برای کامپیوترهای کوانتومی ضروری است. زمانی که الکترون‌های به‌دام افتاده، در موقعیت مناسبی از هم جدا می‌شوند، هر یک همانند یک مغناطیس کوانتومی کوچک عمل کرده و درهم‌تنیدگی رخ می‌دهد که برای محاسبات کوانتومی ایده‌آل است. حالت‌های کوانتومی الکترونی در نانوروبان‌های گرافنی با پهنای مختلف، می‌تواند ممنتوم مغناطیسی را انتقال دهد. با این کار می‌تواند اطلاعات را بوسیله اسپین، یا جهت چرخش الکترون، پردازش کرد.

مایکل کرومی از محققان این پروژه می‌گوید: « با استفاده از این روش ما می‌توانیم خواص مغناطیسی و الکترونیکی نانوروبان‌های گرافنی را کنترل کنیم. ما چند سال روی خواص نانوروبان‌ها کار کرده‌ایم تا بتوانیم این خواص را اصلاح کنیم.»

نتایج این پروژه در نشریه nature به چاپ رسیده است.

 

منبع : http://www.digitaljournal.com/tech-and-science/technology/how-graphene-can-advance-quantum-computers/article/529882

نظر شما