D1-kifpool

دستیابی به نظریه ابررسانایی جدید برای بهینه شدن پردازش کوانتومی

دوشنبه ۲۱ تیر ۱۴۰۰ - ۰۸:۱۰
مطالعه 3 دقیقه
نظریه ابررسانایی جدید بر اساس اتصال بری، به پیشرفت در محاسبات کوانتومی و همچنین صرفه‌جویی در انرژی منجر شود.
تبلیغات
D4-mci

به‌تازگی دانشمندی از بخش فیزیک ماده چگالش کوانتومی در دانشگاه تسوکوبا، نظریه جدیدی از ابررساناها را به‌صورت فرمول درآورده است که بر اساس محاسبه «اتصال بری»،  بهتر از تئوری فعلی به توضیح نتایج تجربی کمک می‌کند. این کار ممکن است به شبکه‌های الکتریکی آینده امکان ارسال انرژی بدون هدررفت بدهد.

ابررساناها موادی بسیار کاربردی هستند که ممکن است در شرایط محیطی قابلیت‌هایشان آن‌چنان در خور توجه به‌ نظر نرسد؛ اما وقتی در دمای بسیار پایین خنک شوند، اجازه می‌دهند انرژی الکتریکی با مقاومت تقریبا صفر جریان یابد. ابررسانا‌ها دارای چندین کاربرد آشکار هستند که انتقال انرژی بدون هدررفت یکی از آن‌ها محسوب می‌شود؛ اما زمینه‌ی این روند هنوز به‌روشنی در فیزیک درک نشده است.

روش تفکر ثابت‌شده در مورد انتقال از حالت عادی به ابررسانا را نظریه باردین-کوپر-شریفر (BCS) می‌نامند. در این مدل، تا زمانی که تحریکات گرمایی به اندازه کافی محدود نگه داشته شود، ذرات می‌توانند جفت کوپر را تشکیل بدهند که با هم به حرکت درمی‌آیند و در برابر پراکندگی مقاومت می‌کنند؛ اما مدل BCS انواع ابررساناها را به اندازه کافی توضیح نمی‌دهد که این مسئله، توانایی ایجاد مواد ابررسانای مقاوم‌تر را که در دمای اتاق کار می‌کنند، محدود می‌کند.

در فیزیک، اتصال و انحنای بری مفاهیم مرتبطی هستند که می‌توانند به ترتیب، به‌عنوان یک ظرفیت پیمانه‌ای محلی و یک میدان پیمانه‌ای مرتبط با فاز بری یا فاز هندسی مشاهده شوند. این مفاهیم توسط مایکل بری در مقاله‌ای در سال ۱۹۸۴ با تأکید بر اینکه چگونه مراحل هندسی یک مفهوم متحد قدرتمند در چندین شاخه از فیزیک کلاسیک و کوانتوم ارائه می‌دهند‌، منتشر شد.

اما دانشمندی از دانشگاه تسوکوبا مدل جدیدی برای ابررسانایی ارائه داده است که اصول فیزیکی را بهتر نشان می‌دهد. این نظریه جدید به جای تمرکز بر جفت شدن ذرات باردار، از ابزار ریاضی به نام اتصال بری استفاده می‌کند. این مقدار، پیچش مکانی را که الکترون در آن حرکت می‌کند محاسبه می‌کند. پروفسور هیرویاسو کویزومی می‌گوید: «در نظریه استاندارد BCS، منشأ ابررسانایی جفت شدن الکترون است. در این تئوری، ابر جریان به‌عنوان جریان بدون اتلاف الکترون‌های زوج شناخته می‌شود. این در حالی است که الکترون‌های منفرد هنوز مقاومت می‌کنند.»

به‌عنوان مثال، اتصالات جوزفسون وقتی تشکیل می‌شوند که دو لایه ابررسانا توسط یک سد نازک ساخته‌شده از فلز معمولی یا یک عایق از هم جدا می‌شوند. در حقیقت، محل اتصال جوزفسون یک وسیله مکانیکی کوانتوم است که به‌طور گسترده‌ای در آشکارسازهای میدان مغناطیسی با دقت بالا و رایانه‌های کوانتومی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در نظریه جدید، نقش جفت شدن الکترون، تثبیت اتصال بری است که در عوض اینکه عامل ابررسانایی به خودی خود باشد، ابرجریان الکترون‌های منفرد و زوجی است که به دلیل پیچ‌خوردگی فضایی که در آن ایجاد می‌شود، تولید می‌شود. درنهایت، الکترون‌ها به دلیل اتصال بری حرکت می‌کنند؛ بنابراین، این تحقیق ممکن است به پیشرفت در محاسبات کوانتومی و همچنین صرفه‌جویی در انرژی منجر شود.

اخیرا یک ابررسانای بسیار کمیاب توپولوژیکی به نام LaPt3P از طریق آزمایش‌ آرام‌سازی چرخش میون و تجزیه و تحلیل نظری گسترده کشف شده که دستاوردی بسیار نادر و برای آینده محاسبات کوانتومی از ارزش فوق‌العاده‌ای برخوردار است.

برای مطالعه‌ی تمام مقالات مرتبط با رایانش کوانتومی به این صفحه مراجعه کنید.

مقاله رو دوست داشتی؟
نظرت چیه؟
داغ‌ترین مطالب روز
رنگ‌بندی و پنل پشتی و جلویی گلکسی A56 سامسونگ
گوشی‌های میان‌رده سری A سامسونگ به ویژگی‌های جدیدی برپایه هوش مصنوعی مجهز می‌شوند

سامسونگ با Awesome Intelligence قابلیت‌های هوش مصنوعی جدیدی برای بهبود تصاویر و جست‌وجوی بهتر و تبدیل متن آنلاین به صدا ارائه می‌دهد.

91
2 روز پیش
آیفون شیشه ای
اپل همچنان عاشق آیفون تمام‌شیشه‌ای است

آیفونی را تصور کنید که از هر زاویه شفاف باشد و بتوان از همه‌ی سطوح آن استفاده کرد.

103
2 روز پیش
تلویزیون براویا سونی در حال نمایش رنگ در سالن پذیرایی خانه
«پادشاه تلویزیون‌ها» نونوار شد؛ رونمایی تلویزیون‌های ۲۰۲۵ سونی با مشخصات جذاب

سونی نسل جدید تلویزیون‌های ۲۰۲۵ خود را با ویژگی‌های ارتقایافته معرفی کرد.

19
یک روز پیش
بیل گیتس از نمای نزدیک
در آستانه ۵۰سالگی مایکروسافت؛ ماجرای اشتباه ۴۰۰ میلیارد دلاری بیل گیتس چیست؟

در آستانه‌ی پنجاهمین سالگرد مایکروسافت، اظهارات قدیمی بیل گیتس درباره‌ی یکی از تصمیم‌های مهم دوران مدیریتش دوباره در کانون توجه قرار گرفته است.

30
2 روز پیش
سلاح هسته‌ای
چرا ساخت سلاح هسته‌ای هنوز بسیار دشوار است؟

دانشمندان بیش از ۸۰ سال است که در حال ساخت سلاح‌های هسته‌ای هستند، اما ساخت آن‌ها همچنان چالش‌برانگیز است.

132
2 روز پیش
نمای جلو و عقب خودروهای جنسیس X Gran Coupe و X Gran Convertible
خودرو لوکس و باشکوه جنسیس G90 در مدل‌های کوپه و کانورتیبل به‌نمایش درآمد

جنسیس با خودروهای مفهومی چشم‌نوازش در نمایشگاه خودرو سئول، نگاه‌ها را خیره کرد.

15
یک روز پیش
ساعت
چرا عقربه‌های ساعت در جهت ساعتگرد حرکت می‌کنند؟

اگر تاریخ به شکل دیگری رقم خورده بود، شاید حرکت پادساعتگرد به جای حرکت ساعتگرد به یک قاعده تبدیل می‌شد.

27
2 روز پیش
تبلیغات
DN-DNShatel

نظرات

تبلیغات
D7-B6Snappshop
D7-zoomitproduct
پخش از رسانه
coming soon...

با چشم باز خرید کنید
زومیت شما را برای انتخاب بهتر و خرید ارزان‌تر راهنمایی می‌کند
ورود به بخش محصولات