هوش مصنوعی از عروسک های بازی تا کمک به انسان در تولیدات تا زیان های آن بر جسم و روح انسان- قسمت بیستم
ابداع یک بخش مهم برای کامپیوترهای کوانتومی
کیوبیت کامپیوتر کوانتومی معادل بیت در کامپیوترهای کلاسیک است. تمایزهای موجود در کامپیوتر کوانتومی باید با دقت بالا درک و سپس پردازش شود. برای بالا بردن قدرت کامپیوتر های کوانتومی لازم است این فاصله ها و تفاوت ها هر چه کمتر باشد.
به علت تکنولوژی کنونی، کیوبیت ها باید خیلی نزدیک به هم یعنی در فاصله ی حدود 10-20 نانومتر باشند تا با هم مرتبط شوند.(در هم تنیده شوند.) این، جای کمی برای قرار دادن وسایل الکترونیک مورد نیاز، باقی میگذارد تا اجازه دهد یک کامپیوتر کوانتومی کار کند. یکی از این اجزای اساسی برای ایجاد مدار عملکردی، چرخشگر circulator است.
چرخشگر circulator مانند عایق برای سیستم های ارتباطی برای پردازش پیام ها مهم است. برای نمونه در مورد پیام رادیوفرکانسی، جدا کننده یا عایق میتواند برای حمایت از دیگر اجزای رادیوفرکانسی در برابر انعکاس پیام اضافی، استفاده شود.(تا از نویز و پارازیت جلوگیری کند.)
از سوی دیگر چرخشگر رادیوفرکانسی معمولا استفاده می شود تا جهت جریان پیام را در چرخه، کنترل کند. این وسایل، مهم هستند تا جهت مشخصی را به پیام های پردازش کننده بدهند و از حرکت رو به عقب پارازیتی جلوگیری کنند. کنترل چنین وسایلی معمولا با کنترل میدان مغناطیسی انجام میشود. در حالی- که چنین حالتی میتواند چنین چرخه ای را برای کیوبیت ایجاد کند- کمک خواهد کرد، به کامپیوتر کوانتومی نزدیکتر شویم.
دیوید رالی فیزیکدان دانشگاه سیدنی و مدیر Microsoft Station Q. می گوید: حتی اگر ما امروز میلیون ها کیوبیت داشته باشیم، روشن نیست ما تکنولوژی کلاسیک برای کنترل آن را داشته باشیم. درک کامپیوتر کوانتومی نیازمند ابداع وسایل و تکنولوژی های جدید در سطح تماس کوانتوم- کلاسیک است.
نمونه چرخه با چرخاننده ی نوری
اخیرا گروهی، کلید حرکت به سوی درک چرخاننده ی میکروویو میدان صفر را به دست آورده اند. آنها ناخالصی هایفرومغناطیس را در یک فیلم نازک عایق سه بعدی، کنار هم آوردند که باعث درک تاثیر غیرعادی کوانتومی می شود.(مادهی ناخالص که به مادهی خالص میزنند تا دگرگونی مورد نظر در آن انجام شود)
این نتیجه یک مقیاس را بدون تماس با نمونه فراهم می کند و مسیر را برای چرخه ی روی تراشه چرخان، آماده میکند.
تاثیر کوانتومی غیر عادی Hall (QAHE),، به نظر میرسد ارتباط کوانتیده ی هال را بدون هیچ میدان مغناطیسی اضافی نشان دهد.(اصل تاثیر هال توسط Edwin Hall. مطرح شد او کشف کرد وقتی رسانا و یا نیمه رسانا با جریان در یک جهت به صورت عمودی در میدان مغناطیسی ای قرار بگیرد، ولتاژ میتواند در زوایای راست اندازه گیری شود. شباهت معمول در زمان کشف هال جریان الکتریکی در کابل به جریان مایع در لوله است. تئوری میدان مغناطیسی، باعث تفسیر دوباره در مورد اصل فیزیکی مسئول تاثیر هال شده است.
به خوبی مشخص شده است تاثیر هال به دلیل واکنش ذرات باردار مانند الکترون ها با میدان الکتریکی و مغناطیسی است. استفاده نخست از این کشف، دسته بندی عناصر شیمیایی است. ابداع ترکیبات نیمه رسانای ایندیوم آرسنید در سال 1950 منجر به وسایل مغناطیسی دارای تاثیر هال شد. گیرنده های تاثیر هال، اجازه ی اندازه گیری میدان های مغناطیسی ثابت بدون نیاز به حرکت گیرنده را میدهد. اثر کوانتومی هال در سیستم های الکترونی دوبعدی در مرز مشترک بین دو نیمه رسانا یا بین یک نیمه رسانا و یک عایق در حد میدان های مغناطیسی شدید عمود بر سطح و در دماهای بسیار پایین، رخ می دهد.)
QAHE پدیده ی فیزیکی مشابهی را با تاثیر کوانتومی هال QHE با عدد درست به اشتراک می گذارد. در زمانی که QAHE نیاز به دریافت انرژی بیرونی به شکل میدان مغناطیسی ندارد این تاثیر، میتواند پتانسیل منحصر به فردی برای کاربرد در وسایل کم مصرف الکترونیکی آینده باشد.
طی دوره ی طولانی اکتشاف، مشاهده ی موفق نوع کوانتیده ی تاثیر غیرطبیعی هال در فیلم نازک topological insulator که با مغناطیس، آلاییده شده است- سه گانه ی کوانتومی هال quantum Hall effect (QHE), quantum spin Hall effect (QSHE), and quantum anomalous Hall effect (QAHE) را کامل کرد. (topological insulator ماده ای که از درون مانند عایق عمل میکند ولی در سطح خود، میتواند از جریان الکترون ها حمایت کند.)هماهنگی بین دانشگاه سیدنی و میکروسافت منجر به ابداع این فاز از ماده شد topological insulator که کمک میکند بخش الکتریکی به نام چرخاننده circulator را 1000 برابر کوچکتر کند. این دانشمندان مواردی را کشف کردند که ماده در شکل های مختلف، نوسان دارد بدون آنکه قرینگی آن از دست برود. وقتی ما اجزای الکتریکی را به سوی مقیاس های اتمی ببریم مسیرهایی که الکترون ها در ابعاد مختلف حرکت میکند به طور فزاینده مهم و اساسی میشود.
از دید نظری اینطور درک می شود که AHE مرتبط با منحنی بری و میدان لوله ای در فضای تکانه ای است. نشانه ی این فاز تاثیر کوانتومی غیرعادی هال quantum anomalous Hall effect (QAHE)است- که در آن هدایت عرضی بار مغناطیسی شده ی هال در واحدهای کوانتومی هدایتی حتی در فقدان میدان مغناطیسی خارجی، کوانتیده می شود.
مرحله ی مهم، وقتی مدیریت شد که پژوهشگران توانستند QAHE درجه حرارت اتاق را مدیریت کنند و در این حالت وضعیت های لبه ای بدون اتلاف پیش میرود.
تیم آلیس ماهونی نشان داد پاسخ سیستم، طنین هایی را نشان میدهد که میتواند با شمارش سرعت اندک پلاسمون های لبه ای توضیح داده شود.
(با پژوهش های نانوی تصویربرداری با امواج مادون قرمز، شکل های معین پلاسمون، درون نانوریبون های گرافن شکل یافته patterned graphene nanoribbons (GNRs) گزارش میگردد که با گرافن رسوب داده شده شیمیایی بخار با کیفیت بالا روی زمینه Al2O3 تولید می شود.(گرافن شکل بسیار رسانا از نظر الکتریکی از کربن است که از یک لایه کربن تشکیل شده است.)
هندسه ی محدود این نوارها منجر به الگوهای مشخص و تشدید میدان قوی می شود که هر دو به صورت سیستماتیک با ضخامت نوار، توسعه می یابد. به علاوه تصویربرداری نانو با استروسکوپ در محدوده ی مادون قرمز میانی 8501450 cm1 اجازه داد تاثیر فنون های زمینه ای بر پلاسمون در محدود سازی پلاسمون ارزیابی شود.( فنون، واحد انرژِی حرارتی در شبکه بلوری که مقدار آن معادل با حاصلضرب ثابت پلانک در بسامد ارتعاش حرارتی است) به علاوه پلاسمون های لبه ای مشاهده شد: یعنی الگوهای یک بعدی که به طور دقیق در طول لبه های ساختار نانوی گرافن الگوبندی شده، توسعه می یابد.)
(در فیزیک، یک پلاسمون، کوانتوم نوسان پلاسمایی است.
دقیقا مانند نور(یک نوسان نوری)- که شامل فتون ها است- نوسان پلاسمایی شامل پلاسمون ها است. پلاسمون می تواند به عنوان یک شبه ذرهدر نظر گرفته شود زیرا از کوانتیزه شدن نوسانات پلاسمایی است و این دقیقا مانند فنون ها است که کوانتیزه شدن نوسانات مکانیکی است. بنابراین پلاسمون ها نوسانات تجمعی چگالی آزاد الکترون-گاز است.)با در نظرگرفتن همه اینها اندازه گیری های میکروویوی آنها یک مدرک مهم و قدرتمند فراهم میکند که این سیستم ماده، در حقیقت از حالت های لبه ای قدرتمند و کایرال در میدان مغناطیسی صفر، حمایت می کند و چشم اندازی از اجزای میکروویو مرکب و پیچیده را بر اساس عایق های توپولوژیکی مغناطیسی می گشاید. چنین چرخنده ی متراکم- بدون توجه به سیستم کوانتومی خاصی که استفاده شود- میتواند در انواع زمینه های سخت افزاری کوانتومی به کار گرفته شود.
https://www.resonancescience.org/blog/Invention-of-an-Essential-Component-Part-for-Quantum-Computers?fbclid=IwAR2JEAwS3ndEBApBu9QI2WzJpq-JJOpDW3inGGUKM3GRbox6gQG8twCwUlE
https://www.sciencealert.com/topological-insulator-application-quantum-computer-circulators
آدرس مطب : اصفهان ، خیابان آمادگاه ، روبروی داروخانه سپاهان ، مجتمع اطبا ، طبقه اول
تلفن : 32223328 - 031