کشف ماده اولیه برای تحول رایانه های کوانتومی

این نوع مغناطیس برای برخی از روش‌های ذخیره‌سازی داده‌ها حیاتی است و می‌توان یک میدان نوظهور را به نام اسپین‌ترونیک کمک کند که از نامش پیداست، داده‌ها را به جای آن‌ها در اسپین‌الکترون‌ها منتقل می‌کند و می‌کند و پتانسیل را ذخیره می‌کند. دستگاه‌ها را کوچک‌تر، سریع‌تر و کارآمدتر می‌کنند.

جی نارایان، نویسنده این مطالعه گفت: کشف کیوسیلیکون می‌تواند با افزودن‌های جدید مانند محاسبات اسپینترونیک کوانتومی یا مبتنی بر اسپانیایی، ریزالکترونیک مدرن را متحول کند.

الکترون در اتم، علاوه بر این که تحت تأثیر نیروی جاذبه است به دور آن می‌چرخد، دارای یک حرکت چرخشی به دور خود نیز است. این نوع چرخش را اصطلاحا اسپین الکترون می‌گویند.

کیو-سیلیکون دارای چند ویژگی جدید است که سیلیکون معمولی معمولی آنهاست. مهم فروغناطیس بودن آنها در آن اتاق است.

وی افزود: به طور خلاصه، کیو-سیلیکون یک سکوی ایده آل برای ادغام اسپینترونیک با ریزالکترونیک بر روی یک تراشه ارائه می‌کند.

ویژگی جدید کیوسیلیکون فقط فرومغناطیس بودن آن نیست. کیوسیلیکون همچنین سختی و ابررسانایی را در مقایسه با مواد معمولی نشان می‌دهد که هر دو، ویژگی‌هایی هستند که می‌توانند در اسپینترونیک و محاسبات کوانتومی کمک کنند.

در اسپینترونیک، حالت بالا و پایین اسپینی به جای صفر و یک یا مثبت و منفی استفاده می‌شود و در آینده تحولی در دستگاه‌های ریزالکترونیکی به وجود خواهد آورد. این ویژگی برای ساخت دستگاه‌های باینری بسیار کوچک است، یعنی در نتیجه استفاده از آن می‌تواند انرژی کمتری داشته باشد.

این ویژگی‌ها می‌توانند آن را به یک ماده عالی برای رایانه‌های کوانتومی تبدیل کنند که می‌توانند اطلاعات را نه تنها در صفر و یک، بلکه در برهم‌نهی هر دو به طور همزمان ذخیره کنند.

بخوان  خونرسانی به میدان جنگ با کمک پهپادها

اسپینترونیک(Spintronics) یا اسپین الکترونیک به مطالعه اسپین الکترون و گشتاور مغناطیسی مربوط به آن برای کاربرد در ادوات حالت جامد گفته می‌شود.

اسپینترونیک علم از چرخش یا اسپین الکترونها در الکترونیک است. اسپینترونیک به طور اساسی با الکترونیک معمولی متفاوت است. در آن علاوه بر الکترون، اسپین نیز به عنوان یک درجه آزادی بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. این امر به منظور بیشتر امکان ذخیره یا انتقال حجم داده شده است.

ویفرهای سیلیکونی یک گام کلیدی در تولید نیمه‌رساناها هستند، اما به زودی ممکن است با ماده اولیه به نام کیوسیلیکون برای رایانه‌های کوانتومی و دستگاه‌های اسپینترونیک جایگزین شوند.

فِرومغناطیس(Ferromagnetism) به پدیده ایجاد گشتاور مغناطیسی موازی در اثر برهم‌کنش تبادلی در دماهای پایین‌تر از نقطه بحرانی(دمای کوری Tc) گفته می‌شود.

اکنون پژوهشگران دانشگاه نورث کارولینا کشف خود را با شلیک پالس‌های لیزری به سیلیکون غیر منظم به مدت تنها نانوثانی انجام داد که آن را قبل از اینکه به سرعت سرد شود و دوباره سخت شود، ذوب شد. این کار، یک شکل جدید از سیلیکن ایجاد کرد که پژوهشگران آن را Q-silicon نامیدند. آنها قبلاً در مورد کربن چنین کاری کرده بودند که آن را Q-carbon نامیدند.

مهندسان دانشگاه ایالتی نورث کارولینا(NCSU) کاملاً از این ماده به نام کیو-سیلیکون شکل می‌گیرد که ویژگی‌های بزرگی دارد و می‌تواند کاربردهای مهمی در رایانه‌های کوانتومی اسپینترونیک داشته باشد.

این ویژگی به امکان می‌دهد تا محاسبات را بسیار پیشرفته‌تر از هر رایانه سنتی انجام دهند.

این پژوهش در مجله Material Research Letters منتشر شده است.

کامپیوترهای کوانتومی اسپینترونیک انقلابی‌ترین مفهوم در میان تمام دستگاه‌های اسپینترونیک هستند.

بخوان  ایجاد تولد یک سحابی ۲۵۰۰ ساله

انتهای پیام



منبع

موادی که این چیزها را داشته باشند، فروغناطیس یا فرومگنت نامیده می‌شوند. این ماده می‌تواند در نبودِ میدان خارجی، مغناطش خودبخودی(Ms) غیر صفر داشته باشند. این مقدار در حد صفر به بیشترین میزان خود رسیده و در کوری به صفر می‌رسد.

پژوهشگران دانشگاه ایالتی نورث کارولینا موفق به ابداع ماده مغناطیسی می شوند برای رایانه های کوانتومی اسپینترونیک موسوم به کیو-سیلیکون(Q-silicon) ساخته شده اند که ممکن است در این حوزه ایجاد کند.

به گزارش ایسنا و به نقل از نیو اطلس، سیلیکون در حوزه الکترونیک برای دهه‌های متمادی سلطنت کرده است و اکنون یک نسخه جدید از آن می‌تواند به استفاده از آن در آینده کمک کند.