လေဆာကွန်ပျူတာများ

ပရိုဆက်ဆာများတွင် 1 GHz နာရီကြိမ်နှုန်းသည် တစ်စက္ကန့်လျှင် တစ်ဘီလီယံ လည်ပတ်မှုဖြစ်သည်။ များစွာသော်လည်း ပျမ်းမျှစားသုံးသူအတွက် လက်ရှိရရှိနိုင်သည့် အကောင်းဆုံးမော်ဒယ်များသည် အဆများစွာ ပိုမိုရရှိနေပြီဖြစ်သည်။ အဆတစ်သန်းကျော် အရှိန်တက်လာရင် ဘာဖြစ်မလဲ။

ဤသည်မှာ "1" နှင့် "0" ပြည်နယ်များအကြားပြောင်းရန် လေဆာအလင်းကို အသုံးပြု၍ ကွန်ပျူတာနည်းပညာအသစ်ကတိပြုပါသည်။ ဒါက ရိုးရှင်းတဲ့ တွက်ချက်မှုကနေ အောက်ပါအတိုင်း ဖြစ်ပါတယ်။ တစ်စက္ကန့်လျှင် quadrillion ကြိမ်.

2018 ခုနှစ်တွင် ပြုလုပ်ခဲ့သော စမ်းသပ်မှုများတွင် Nature ဂျာနယ်တွင် ဖော်ပြထားသော သုတေသီများသည် အနီအောက်ရောင်ခြည် လေဆာရောင်ခြည်များကို ပျားလပို့အခင်းအကျင်းတွင် တောက်စတန်နှင့် ဆီလီနီယမ် (1) ဖြင့် ပစ်လွှတ်ခဲ့သည်။ ၎င်းသည် သမားရိုးကျကွန်ပြူတာပရိုဆက်ဆာကဲ့သို့ပင် ပေါင်းစပ်ဆီလီကွန်ချစ်ပ်တွင် သုညနှင့်တစ်ခုအား အဆပေါင်းတစ်သန်းသာပိုမြန်စေသည်။

ဘယ်လိုဖြစ်သွားတာလဲ? သတ္တုပျားလပို့ရှိ အီလက်ထရွန်များသည် ထူးထူးခြားခြား ပြုမူကြသည် (အများကြီးမဟုတ်သော်လည်း) သိပ္ပံပညာရှင်များက ၎င်းကို ဂရပ်ဖစ်ဖြင့် ဖော်ပြသည်။ စိတ်လှုပ်ရှားစွာဖြင့်၊ ဤအမှုန်များသည် စမ်းသပ်သူများမှ အမည်ပေးထားသည့် မတူညီသော ကွမ်တမ်ပြည်နယ်များကြားတွင် ခုန်တက်ကြသည်၊လိမ်လည်ခြင်း ».

သုတေသီများက ၎င်းအား မော်လီကျူးများ ပတ်လည်တွင် တည်ဆောက်ထားသော ပြေးစက်များနှင့် နှိုင်းယှဉ်သည်။ ၎င်းတို့သည် ဤတေးသွားများကို "ချိုင့်များ" ဟုခေါ်ပြီး ဤလှည့်ပတ်နေသောပြည်နယ်များကို ခြယ်လှယ်သည်ဟု ဖော်ပြကြသည်။valleytronics » (၎)။

အီလက်ထရွန်များသည် လေဆာရောင်ခြည်ဖြင့် စိတ်လှုပ်ရှားနေကြသည်။ အနီအောက်ရောင်ခြည် ပဲမျိုးစုံ၏ ဝင်ရိုးစွန်းပေါ် မူတည်၍ ၎င်းတို့သည် သတ္တုရာဇမတ်ကွက်များ၏ အက်တမ်ပတ်၀န်းကျင်ရှိ ဖြစ်နိုင်သည့် ချိုင့်နှစ်ခုထဲမှ တစ်ခုကို "သိမ်းပိုက်" ကြသည်။ ဤပြည်နယ်နှစ်ခုသည် zero-one ကွန်ပြူတာယုတ္တိဗေဒတွင် ဖြစ်စဉ်ကိုအသုံးပြုရန် ချက်ချင်းအကြံပြုပါသည်။

အီလက်ထရွန်ခုန်နှုန်းများသည် femtosecond စက်ဝိုင်းများတွင် အလွန်မြန်သည်။ ဤနေရာတွင် လေဆာလမ်းညွှန်စနစ်များ၏ မယုံနိုင်လောက်အောင် အရှိန်အဟုန်၏ လျှို့ဝှက်ချက်ဖြစ်သည်။

ထို့အပြင်၊ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ လွှမ်းမိုးမှုများကြောင့် ဤစနစ်များသည် ပြည်နယ်နှစ်ခုလုံးတွင် တစ်ချိန်တည်းတွင် အဓိပ္ပာယ်အချို့ရှိသည်ဟု သိပ္ပံပညာရှင်များက စောဒကတက်သည် (superposition) တို့အတွက် အခွင့်အလမ်းများ ဖန်တီးပေးသည်။ သုတေသီများသည် ဤအရာအားလုံး၌ ဖြစ်ပျက်နေကြောင်း အလေးပေးဖော်ပြသည်။ အခန်းအပူချိန်လက်ရှိ ကွမ်တမ်ကွန်ပြူတာအများစုသည် ပကတိသုညအနီးရှိ အပူချိန်တွင် အအေးခံရန်အတွက် qubits စနစ်များကို လိုအပ်ပါသည်။

"ရေရှည်မှာ၊ အလင်းလှိုင်းတစ်ခုရဲ့ တုန်ခါမှုတစ်ခုထက် ပိုမြန်တဲ့ လုပ်ဆောင်ချက်တွေကို လုပ်ဆောင်နိုင်တဲ့ ကွမ်တမ် စက်ပစ္စည်းတွေကို ဖန်တီးဖို့ တကယ့်ဖြစ်နိုင်ခြေကို ကျွန်တော်တို့ မြင်တွေ့ရပါတယ်" ဟု သုတေသီက ထုတ်ပြန်ချက်တွင် ဖော်ပြထားသည်။ Rupert Huberဂျာမနီနိုင်ငံ၊ Regensburg တက္ကသိုလ်မှ ရူပဗေဒပါမောက္ခ၊

သို့သော်၊ သိပ္ပံပညာရှင်များသည် ဤနည်းဖြင့် တကယ့် ကွမ်တမ် လုပ်ဆောင်ချက်ကို မလုပ်ဆောင်ရသေးသောကြောင့် အခန်းအပူချိန်တွင် လည်ပတ်နေသော ကွမ်တမ်ကွန်ပျူတာ၏ အယူအဆသည် သီအိုရီသက်သက်သာ ကျန်ရှိတော့သည်။ ဤစနစ်၏ သာမာန် ကွန်ပြူတာ ပါဝါနှင့် တူညီသည်။ တုန်ခါမှု၏ လုပ်ဆောင်မှုကိုသာ သရုပ်ပြခဲ့ပြီး အမှန်တကယ် တွက်ချက်မှုဆိုင်ရာ လုပ်ဆောင်ချက်များကို လုပ်ဆောင်ခဲ့ခြင်းမရှိပါ။

အထက်တွင်ဖော်ပြထားသော အလားတူစမ်းသပ်မှုများကို လုပ်ဆောင်ပြီးဖြစ်သည်။ 2017 ခုနှစ်တွင် အမေရိကန်ပြည်ထောင်စုရှိ မစ်ရှီဂန်တက္ကသိုလ်အပါအဝင် Nature Photonics တွင် လေ့လာမှု၏ဖော်ပြချက်တစ်ခုကို ထုတ်ဝေခဲ့သည်။ ထိုနေရာတွင် 100 femtoseconds ကြာရှည်ခံသော လေဆာအလင်း၏ ပဲ့များသည် အီလက်ထရွန်၏ အခြေအနေကို ထိန်းချုပ်ကာ ဆီမီးကွန်ဒတ်တာပုံဆောင်ခဲတစ်ခုမှတစ်ဆင့် ဖြတ်သန်းသွားခဲ့သည်။ စည်းကမ်းအရ၊ ပစ္စည်းဖွဲ့စည်းပုံတွင် ဖြစ်ပေါ်လာသည့် ဖြစ်စဉ်များသည် အစောပိုင်းတွင် ဖော်ပြထားသည့်အရာများနှင့် ဆင်တူသည်။ ဒါတွေက ကွမ်တမ်ရဲ့ အကျိုးဆက်တွေပါ။

အလင်းချစ်ပ်များနှင့် perovskites

လုပ်ပါ"ကွမ်တမ်လေဆာ ကွန်ပျူတာများ » မတူကွဲပြားစွာ ဆက်ဆံခံရသည်။ ပြီးခဲ့သည့် အောက်တိုဘာလက အမေရိကန်-ဂျပန်-သြစတေးလျ သုတေသနအဖွဲ့သည် ပေါ့ပါးသော ကွန်ပျူတာစနစ်တစ်ခုကို သရုပ်ပြခဲ့သည်။ qubits အစား၊ ချဉ်းကပ်မှုအသစ်သည် အလင်းတန်းများကို " compressed light" ဟုခေါ်သော အထူးအလင်းအမျိုးအစားအဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲရန် လေဆာရောင်ခြည်များနှင့် စိတ်ကြိုက်ပုံဆောင်ခဲများ၏ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာအခြေအနေကို အသုံးပြုသည်။

ကွမ်တမ် တွက်ချက်ခြင်း၏ အလားအလာကို သက်သေပြရန်အတွက် အစုအဝေး၏ အခြေအနေအား လေဆာကို တိကျသောနည်းဖြင့် တိုင်းတာရမည်ဖြစ်ပြီး ၎င်းကို မှန်များ၊ အလင်းတန်းထုတ်လွှတ်သည့်အရာများနှင့် အလင်းမျှင် (၂) ခုကို အသုံးပြု၍ ရရှိသည်။ ဤချဉ်းကပ်နည်းသည် လုံလောက်သောမြင့်မားသော တွက်ချက်မှုအမြန်နှုန်းများကို မပေးစွမ်းနိုင်သော သေးငယ်သောစကေးဖြင့် တင်ပြထားသည်။ သို့သော် သိပ္ပံပညာရှင်များက မော်ဒယ်သည် အရွယ်အစား သေးငယ်ပြီး ပိုကြီးသော တည်ဆောက်ပုံများသည် နောက်ဆုံးတွင် အသုံးပြုထားသော ကွမ်တမ်နှင့် ဒွိမော်ဒယ်များထက် ကွမ်တမ် အားသာချက်ကို ရရှိနိုင်ကြောင်း သိပ္ပံပညာရှင်များက ဆိုသည်။

2. ရှုပ်ယှက်ခတ်နေသော မှန်များမှတဆင့် ဖြတ်သွားသော လေဆာရောင်ခြည်များ

“လက်ရှိ ကွမ်တမ် ပရိုဆက်ဆာတွေက အထင်ကြီးလောက်စရာ ဖြစ်နေပေမယ့်၊ အဲဒါတွေကို အလွန်ကြီးတဲ့ အရွယ်အစားအထိ အတိုင်းအတာအထိ ချဲ့ထွင်နိုင်လားဆိုတာ မသေချာပါဘူး” ဟု Science Today က မှတ်ချက်ပြုသည်။ Nicolas Menicucciသြစတြေးလျနိုင်ငံ၊ Melbourne ရှိ RMIT တက္ကသိုလ်ရှိ Quantum Computing and Communication Technology (CQC2T) မှ ပံ့ပိုးကူညီသော သုတေသီတစ်ဦးဖြစ်သည်။ "ကျွန်ုပ်တို့၏ချဉ်းကပ်မှုသည် အစကတည်းက ချစ်ပ်တွင်တည်ဆောက်ထားသော အလွန်အမင်း ချဲ့ထွင်နိုင်မှုဖြင့် စတင်သည် အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ပရိုဆက်ဆာသည် အစုအဝေးအခြေအနေဟုခေါ်သော အလင်းဖြင့်ပြုလုပ်ထားသောကြောင့်ဖြစ်သည်။"

ultrafast photonic စနစ်များအတွက်လည်း လေဆာအမျိုးအစားအသစ်များ လိုအပ်သည် (ကိုလည်းကြည့်ပါ-)။ Far Eastern Federal University (FEFU) မှ သိပ္ပံပညာရှင်များ — ITMO University မှ ရုရှားလုပ်ဖော်ကိုင်ဖက်များ၊ Dallas ရှိ University of Texas နှင့် Australian National University မှ သိပ္ပံပညာရှင်များ — 2019 ခုနှစ် မတ်လတွင် ACS Nano ဂျာနယ်တွင် ဖော်ပြခဲ့သည် ထိရောက်မြန်ဆန်ပြီး စျေးသက်သက်သာသာနဲ့ ထုတ်လုပ်နိုင်တဲ့ နည်းလမ်းဖြစ်ပါတယ်။ perovskite လေဆာများ. အခြားအမျိုးအစားများထက် ၎င်းတို့၏အားသာချက်မှာ optical ချစ်ပ်များအတွက် အလွန်အရေးပါသည့်အရာဖြစ်ပြီး ၎င်းတို့သည် ပိုမိုတည်ငြိမ်စွာလုပ်ဆောင်နိုင်ခြင်းကြောင့်ဖြစ်သည်။

"ကျွန်ုပ်တို့၏ halide လေဆာပုံနှိပ်ခြင်းနည်းပညာသည် perovskite လေဆာအမျိုးမျိုးကို အစုလိုက်အပြုံလိုက်ထုတ်လုပ်ရန် ရိုးရှင်းသော၊ ချွေတာပြီး အလွန်ထိန်းချုပ်နိုင်သောနည်းလမ်းကို ပေးပါသည်။ ပထမအကြိမ် လေဆာပုံနှိပ်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်တွင် ဂျီသြမေတြီကို ပိုမိုကောင်းမွန်အောင်ပြုလုပ်ခြင်းသည် တည်ငြိမ်သော single-mode perovskite microlasers (3) ကိုရရှိရန် ဖြစ်နိုင်ကြောင်း သတိပြုရန် အရေးကြီးပါသည်။ ထိုသို့သောလေဆာများသည် အမျိုးမျိုးသော optoelectronic နှင့် nanophotonic ကိရိယာများ၊ အာရုံခံကိရိယာများ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရေးတွင် အလားအလာကောင်းများ ရှိနေသည်” ဟု FEFU စင်တာမှ သုတေသီ Aleksey Zhishchenko က ထုတ်ဝေမှုတွင် ရှင်းပြခဲ့သည်။

3. Perovskite လေဆာရောင်ခြည်များ

ဟုတ်ပါတယ်၊ တစ်ကိုယ်ရေသုံးကွန်ပြူတာတွေကို မကြာခင်မှာ လေဆာနဲ့လှမ်းမြင်ရတော့မှာမဟုတ်ပါဘူး။ အထက်ဖော်ပြပါ စမ်းသပ်ချက်များသည် အယူအဆသက်သေများဖြစ်သော်လည်း ကွန်ပျူတာစနစ်များ၏ ရှေ့ပြေးပုံစံများပင် မဟုတ်ပေ။

သို့သော်၊ အလင်းနှင့် လေဆာရောင်ခြည်များက ပေးဆောင်သည့် အမြန်နှုန်းများသည် သုတေသီများသာမက အင်ဂျင်နီယာများပါ ဤလမ်းကြောင်းကို ငြင်းဆန်ရန် ဆွဲဆောင်လွန်းသည်။