گرنتی 5 ساله به توسعه نقاط کوانتومی در بخش محاسبات اختصاص یافت خبرنگاران - گردشیا

به گزارش گروه فناوری خبرنگاران، یوئیچی میاهارا، استادیار گروه فیزیک دانشگاه ایالتی تگزاس، گرنت برنامه توسعه شغلی زودرس دانشکده (CAREER) را از بنیاد ملی علوم (NSF) دریافت کرد. این گرنت به مبلغ 500 هزار دلار بوده و به مدت 5 سال به میاهارا اعطاء می گردد تا روی معین مشخصات کیوبیت های نقطه کوانتومی با یاری تشدید نماینده مکانیکی قابل اسکن کار کند. برنامه فیزیک ماده حالت جامد (CMP) بنیاد ملی علوم از پشتیبان های این پروژه است. برنامه CMP از پروژه های نظری و عملی در بخش فیزیک بنیادی سیستم های ماده متراکم پشتیبانی می نماید.

برنامه CAREER معتبرترین گرنت NSF را در حمایت از اعضای هیات علمی ارائه می دهد که با محققان برجسته پشتیبانی شده و آموزش و تحقیقات را با هم ترکیب می نماید.

تحقیقات محاسبات کوانتومی در حال حاضر از بیت های کوانتومی ابررسانا یا کیوبیت ها استفاده می نماید، اما نوع دیگری از بیت کوانتومی، معروف به کیوبیت های نقطه کوانتومی ، می تواند با استفاده از همان فناوری مورد استفاده در ساخت دستگاه های میکروالکتریکی رایج مانند ریزپردازنده ها، ساخته گردد.

این نوع دوم کیوبیت، پتانسیل بالایی دارد اما به اندازه نمونه های مورد استفاده در کامپیوترهای کوانتومی کنونی توسعه نیافته است. تحقیقات میاهارا به طور بالقوه جهت را برای انبوهی از مواد جدید برای استفاده در محاسبات کوانتومی و سایر کاربردها باز می نماید.

میاهارا می گوید: تحقیقات من روی اندازه گیری کیوبیت های نقطه کوانتومی متمرکز است. اطلاعات کوانتومی در چرخش الکترون رمزگذاری می شوند، اما اندازه گیری چرخش الکترون بسیار سخت است. اطلاعات چرخش الکترون به یک بار الکتریکی تبدیل می گردد و اندازه گیری بارهای الکتریکی بسیار آسان تر است، البته هنوز چالش هایی وجود دارد زیرا ما در خصوص مقدار بسیار کمی بار صحبت می کنیم. پیش تر، بار الکتریکی توسط حسگرهای مکانیکی اندازه گیری می شد، زیرا بار الکتریکی یک میدان الکتریکی فراوری می نماید. تحقیقات من توسعه این فناوری قدیمی برای اندازه گیری نیروی الکتریکی با استفاده از مکانیک است. من روی اندازه گیری این نیروی الکتریکی بسیار ضعیف فراوری شده توسط یک الکترون با استفاده از تشدید نماینده های مکانیکی کوچک که نوسان دارند، کار نموده ام. من می خواهم از این روش برای اندازه گیری کیوبیت نقاط کوانتومی و بعد اندازه گیری بار الکترون استفاده کنم.

پس از توسعه، این روش امکان مطالعه طیف گسترده ای از نانومواد را به عنوان کاندیداهای بالقوه کیوبیت فراهم می نماید. این نوع جدید کیوبیت ها انرژی حبس الکترون بیشتری دارند و دمای کار بالاتری را نسبت به کیوبیت های ابررسانا تحمل می نمایند. از این کیوبیت ها می توان برای ساخت کامپیوترهای کوانتومی کاربردی و مقاوم تر استفاده کرد. همچنین می توان این کیوبیت های مستقل را برای هموار کردن جهت فراوری حسگرهای کوانتومی استفاده کرد.

رویکرد آزمایشی ایجاد شده در این پروژه همچنین می تواند برای آنالیز انتقال بار بین مولکول ها و همچنین درون یک مولکول مورد استفاده قرار گیرد که از اهمیت زیادی در الکترونیک آلی، الکترونیک مولکولی و بیوشیمی برخوردار است.