Ana Sayfa Kuantum Gazetesi Optik kontrollü kuantum hesaplama

Optik kontrollü kuantum hesaplama

300
69

Ames Laboratuvarı, Brookhaven Ulusal Laboratuvarı ve Alabama Üniversitesi’nden bilim insanları bir Dirac yarıiletkeninde ışığa bağlı bir anahtarlama mekanizması keşfettiler.

Keşfedilen mekanizmanın, ışık dalgalarının kullanımı aracılığıyla topolojik transistör ve kuantum hesaplamayı mümkün kılacak olan atomların ve elektronların ileri geri hareketi ile hareket eden topolojik malzemeyi kontrol etmek için yeni bir yol sunduğu keşfedildi.

Tıpkı bugünün transistörlerinin ve fotodiyotlarının yarım yüzyıl önce vakum tüplerinin yerini alması gibi, kuantum hesaplama kapasitelerine ulaşmak için bilim insanları günümüzde tasarım ilkelerinde ve yeni malzemelerde benzer bir sıçramanın yollarını bulmaya çalışıyor. Şu anda kuantum bilgisayarların mevcut hesaplama kapasitesi karmaşıklık, güç tüketimi ve hız açısından büyük zorluklarla karşı karşıyadır; elektronik malzemeler ve çipler ısındıkça ve hızlandıkça ulaşılan fiziksel sınırları aşmak için daha büyük keşifler gerekmektedir. Özellikle küçük ölçeklerde yapılan çalışmalar, bu tür performansın iyileştirilmesinde büyük bir engel haline gelmiştir.

Ames Laboratuarı‘nda kıdemli bilim insanı ve Iowa State Üniversitesi‘nde fizik profesörü olan Jigang Wang bu engeller üzerine şöyle bir yorum getiriyor:

Işık dalgası topolojisi mühendisliğinin bu yeni mekanizması ile, elektronlar ve atomları yeni serbestlik dereceleriyle, yani topoloji yoluyla yönlendirilmek için kuantum periyodik hareketine uydurulur, saniyede bir trilyon döngü olarak tanımlanan eşi görülmemiş terahertz frekanslarında ısıtmadan geçişleri tetikleyerek tüm bu zorlukların üstesinden gelmeye çalışılır.

Bu yeni tutarlı kontrol prensibi, çok daha düşük hızlara ve daha yüksek enerji kayıplarına sahip elektrik, manyetik ve gerinim alanları gibi şimdiye kadar kullanılan herhangi bir denge ayarlama yöntemiyle tam bir tezat oluşturuyor.”

Topolojik materyalleri inceleyen bilim insanlarının karşı karşıya olduğu bu zorluk: kuantum hesaplama gibi uygulamalarını mümkün kılacak şekilde bu eşsiz kuantum davranışlarının nasıl kontrol edileceğidir. Bu deneyde Jigang Wang ve meslektaşları, çok çeşitli topolojik aşamalara yakınlığı nedeniyle aşırı duyarlılık gösteren egzotik bir malzeme olan Dirac yarıiletkeninde kuantum durumları yönlendirmek için ışık kullanarak kontrolü kontrol etmeyi başardılar.

Fizik profesörü Ilias Perakis, bu deneyle ilgili “Bunu, mod seçici Raman fonon uyumlu salınımlar olarak bilinen yeni bir ışık-kuantum kontrol prensibi uygulayarak başardık. Kısa ışık darbeleri kullanarak atomların denge konumu hakkında periyodik hareketlerini sürmek bu kuantum dalgalanmalarını, farklı boşluklara ve topolojik düzeneklere sahip elektronik durumlar arasındaki geçişlerini tetikliyor.” diyor.

Bu tür dinamik bir anahtarlamaya bir örnek olarak, yüksek frekanslı titreşim uygulandığında tersine çevrilmiş ancak sabit bir konuma geçiş yapabilen periyodik olarak çalışan Kapitza sarkaçı söylenebilir. Araştırmacının çalışması, bu klasik kontrol prensibinin – malzemeleri normal olarak bulunmayan yeni bir stabil duruma yönlendirmek – şaşırtıcı bir şekilde çok çeşitli topolojik fazlar ve kuantum faz geçişleri için geçerli olduğunu göstermektedir.

Bu çalışma; gelecekteki kuantum hesaplama stratejilerine ve yüksek hız, düşük enerji tüketimine sahip elektronik cihazların geliştirilmesine yarar sağlaması açısından oldukça heyecan verici bir gelişme.

Kaynakça

  1. Materyal – Ames Laboratory tarafından
  2. C. Vaswani, L.-L. Wang, D. H. Mudiyanselage, Q. Li, P. M. Lozano, G. D. Gu, D. Cheng, B. Song, L. Luo, R. H. J. Kim, C. Huang, Z. Liu, M. Mootz, I. E. Perakis, Y. Yao, K. M. Ho, J. Wang. Dirac yarıiletkeninde Ultrafast Topolojisine Geçiş için Termal Olmayan Bir Yol Olarak Işıkla Çalışan Raman TutarlılığıPhysical Review X, 2020; 10 (2) DOI: 10.1103/PhysRevX.10.021013
Bu içeriği paylaş
Önceki İçerikDev atomik iyonların kullanımıyla kuantum hesaplama hızlanıyor
Sonraki İçerikKuantum Mekaniği Kronolojisi
Avatar
QTurkey, Türkiye’deki kuantum teknolojileriyle ilgili faaliyetler için bir iletişim ve işbirliği ağıdır. “Kuantum Programlamaya Giriş” çalıştayları düzenliyor, ilgili konulardaki ilgili öğrenciler için çalışma grupları ve toplantılar organize ediyoruz ve ülke düzeyinde kuantum meraklıları için bir buluşma alanı oluşturabilme amacıyla hareket ediyoruz.

69 YORUMLAR

  1. Thank you, I have recently been searching for information approximately this topic for a while and yours is the best I have came upon so far. However, what about the conclusion? Are you positive concerning the source?

  2. You’re so cool! I don’t suppose I have read something like this before. So great to find someone with a few original thoughts on this issue. Really.. thank you for starting this up. This site is something that is needed on the web, someone with a little originality!

  3. Hey, I think your blog might be having browser compatibility issues. When I look at your blog in Safari, it looks fine but when opening in Internet Explorer, it has some overlapping. I just wanted to give you a quick heads up! Other then that, wonderful blog!

  4. Hello there, simply turned into aware of your blog thru Google, and found that it is really informative. I’m gonna watch out for brussels. I will appreciate should you continue this in future. Many folks can be benefited from your writing. Cheers!

  5. My coder is trying to persuade me to move to .net from PHP. I have always disliked the idea because of the expenses. But he’s tryiong none the less. I’ve been using Movable-type on numerous websites for about a year and am anxious about switching to another platform. I have heard fantastic things about blogengine.net. Is there a way I can transfer all my wordpress content into it? Any kind of help would be really appreciated!

  6. With havin so much content and articles do you ever run into any problems of plagorism or copyright violation? My site has a lot of exclusive content I’ve either authored myself or outsourced but it appears a lot of it is popping it up all over the web without my authorization. Do you know any techniques to help stop content from being ripped off? I’d genuinely appreciate it.

  7. I am extremely impressed with your writing skills and also with the layout on your blog. Is this a paid theme or did you customize it yourself? Either way keep up the nice quality writing, it’s rare to see a nice blog like this one these days.

  8. Fantastic blog! Do you have any tips and hints for aspiring writers? I’m planning to start my own website soon but I’m a little lost on everything. Would you suggest starting with a free platform like WordPress or go for a paid option? There are so many choices out there that I’m totally confused .. Any ideas? Appreciate it!

  9. Someone necessarily lend a hand to make seriously articles I might state. This is the first time I frequented your web page and so far? I amazed with the research you made to create this actual submit incredible. Wonderful task!

  10. Howdy, I do believe your site may be having browser compatibility issues. When I look at your web site in Safari, it looks fine however, if opening in IE, it has some overlapping issues. I simply wanted to give you a quick heads up! Besides that, great website!

  11. I like the valuable information you provide in your articles. I will bookmark your weblog and check again here frequently. I am quite certain I will learn many new stuff right here! Good luck for the next!

  12. What i do not realize is in reality how you’re not really a lot more well-favored than you may be right now. You are so intelligent. You know therefore significantly relating to this topic, produced me personally believe it from numerous various angles. Its like men and women don’t seem to be fascinated until it’s something to accomplish with Lady gaga! Your own stuffs great. All the time take care of it up!

  13. I do accept as true with all the concepts you have introduced in your post. They are very convincing and will definitely work. Still, the posts are too quick for newbies. May you please extend them a bit from next time? Thank you for the post.

  14. Hey I know this is off topic but I was wondering if you knew of any widgets I could add to my blog that automatically tweet my newest twitter updates. I’ve been looking for a plug-in like this for quite some time and was hoping maybe you would have some experience with something like this. Please let me know if you run into anything. I truly enjoy reading your blog and I look forward to your new updates.

  15. Have you ever thought about creating an e-book or guest authoring on other sites? I have a blog based upon on the same ideas you discuss and would really like to have you share some stories/information. I know my viewers would value your work. If you are even remotely interested, feel free to send me an e mail.

  16. Howdy I am so happy I found your blog page, I really found you by error, while I was searching on Askjeeve for something else, Anyhow I am here now and would just like to say thanks a lot for a marvelous post and a all round interesting blog (I also love the theme/design), I dont have time to browse it all at the minute but I have book-marked it and also included your RSS feeds, so when I have time I will be back to read much more, Please do keep up the fantastic b.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz