الكهرباء تكشف عن "نتيجة حسابية" للكمبيوتر الكمومي

المطلب الأول لأجهزة الكمبيوتر الكمومية المصنوعة من الفوسفور والسيليكون

قراءة بصوت عال

لمفهوم تم اقتراحه قبل ثماني سنوات لتحقيق أجهزة الكمبيوتر الكمومية المصنوعة من الفسفور ، وجد الباحثون في السيليكون الآن مبدأًا يمكن من خلاله قراءة المعلومات بعد الانتهاء من عملية الحوسبة. مزيج متطور من التأثيرات الكهربائية والمغناطيسية والبصرية يسمح بتحديد الحالة المغناطيسية لذرات الفسفور.

لقد فتن الكمبيوتر الكمومي مجتمع الفيزياء لعدة سنوات. يتوقع المُنظِرون أن هذا سيسمح بإجراء عمليات حسابية معينة في فترة زمنية مقبولة ، والتي تستغرق فيها آلات الحساب التقليدية وقتًا أطول من الكون المعروف.

{} 1L

بالفعل في عام 1998 ، اقترح الفيزيائي الأمريكي بروس كين تحقيق حاسوب كمومي باستخدام نوى فوسفور فردية مدمجة في بلورة السيليكون. بسبب خصائصها المغناطيسية ، فهي مناسبة لتخزين ومعالجة المعلومات. منذ ذلك الحين ، يعمل العلماء على تهيئة الظروف اللازمة ، لأن هذا المفهوم يعد ببعض المزايا على محاولات أخرى لتحقيقه. على سبيل المثال ، يمكن دمجها بشكل أنيق مع الإلكترونيات الموجودة على رقائق السيليكون.

لقد تحقق الفيزيائيون من الجامعة التقنية في ميونيخ وجامعة يوتا ومعهد هان مايتنر في برلين أدلرزهوف في الدليل التجريبي على نجاح هذا المفهوم. وقد نشرت نتائجهم في مجلة Nature Physics. عرض

المقصود أصلا لوحدات الطاقة الشمسية

تم تطوير طريقة القياس الجديدة في الأصل من قبل كلاوس ليبس ، مدير المشروع في معهد هان-مايتنر في برلين ، وكريستوف بوهم ، أستاذ مساعد الآن في جامعة يوتا ، للمواد الكهروضوئية. الباحثون في برلين تشخيص الأخطاء في بنية بلورات السيليكون. لأن مثل هذه العيوب البلورية تقلل من كفاءة الخلايا الشمسية. من أجل أن تكون قادرة على اكتشافها بشكل خاص الحساسة ، استخدم الفيزيائيان أن الإلكترونات لديها ما يسمى تدور. من خلال الدوران ، تتصرف الإلكترونات ، وكذلك النواة الذرية للفوسفور مثل مغناطيسات الأعمدة الصغيرة.

استفاد طالبان الدكتوراه أندريه ستغنر وهانس هوبل من هذا التأثير الآن. في تجارب مضيعة للوقت ، قاموا خلالها بزيارة الفريق الكهروضوئي في معهد هان-مايتنر في برلين-ألدرشوف مع عيناتهم ، استخدم الفريق مجالات مغناطيسية ونبضات من إشعاع الميكروويف لتحضير مختلف تدفقات الإلكترون التي يمكن قياسها من خلال قياس التيار الكهربائي من خلال يتعلم الكريستال شيئًا عن الحالة المغناطيسية لإلكترونات الفسفور ونواةه. هذا يمكن من حيث المبدأ أن تقرأ كمبيوتر الكم الفوسفور والسيليكون.

لا يزال هناك طريق طويل ...

ومع ذلك ، قبل أن يتحقق هذا المفهوم ، لا يزال هناك العديد من العقبات التي يتعين التغلب عليها. أولاً ، يجب وضع ذرات الفسفور والعيوب البلورية في بلورة السيليكون بدقة أقل من مليار من المتر. ثانياً ، يجب برمجة الكمبيوتر الكمومي ووضعه في الحساب. عندها فقط تأتي القراءة ، وهي الخطوة الثالثة من الكل التي يجب إجراؤها ، والتي اختبرها الباحثون الآن تجريبياً.

يحتاج الباحثون حاليًا إلى الإلكترونات التي تحتوي على 10000 ذرة من الفسفور على الأقل لقياس الإشارة. يقول كلاوس ليبس: "في غضون بضع سنوات ، سيعمل على اكتشاف الحالة المغناطيسية لنواة فوسفور واحدة ، وهو أمر ضروري لبناء جهاز كمبيوتر كمّي".

(هان-مايتنر-معهد برلين ، 07.12.2006 - NPO)