აღმოჩენილია მასალა, რომელსაც კვანტური ინფორმაციის შენახვა შეუძლია

17:15, 30.10.2017

ბოლო წლებში, უზარმაზარი პროგრესი დაფიქსირდა პირველი ფართომასშტაბიანი, უნივერსალური კვანტური კომპიუტერის შექმნის გზაზე. თუმცა, ჯერ კიდევ გადაუჭრელი რჩება ბევრი პრობლემა; მაგალითად, კვანტური ინფორმაციის დროის დიდ მონაკვეთში შენახვის მეთოდის შექმნა.

ამჯერად, მეცნიერებმა აღმოაჩინეს მასალა, რომელმაც შეიძლება ეს პრობლემა გადაჭრას.

ამ ტიპის ინფორმაციის შენახვის გამოწვევა ინდივიდუალური ატომების კვანტური მდგომარეობის შენარჩუნებაა. როგორც ახალი კვლევა გვთავაზობს, სპილენძის ირიდატს — სპილენძის, ირიდიუმისა და ჟანგბადის ნაერთს — შეიძლება აქვს ამ როლის შესრულებისათვის საჭირო ატომური გეომეტრია.

„სპილენძის ირიდატს აქვს ფოროვანი გეომეტრია, ბუნებაში არსებული ფორების მსგავსი, მაგრამ ატომებისგან შედგენილი“, — უთხრა გამოცემა მკვლევარმა ფაზელ ტაფტიმ Inverse-ს.

„ასეთი განსაკუთრებული გეომეტრიის წყალობით, ელექტრონების ბზღრიალი არასოდეს იყინება. ისინი გამუდმებით ბზღრიალებენ და არასოდეს შეუძლიათ გაყინვა და მაგნიტის წარმოქმნა, რაც ნივთიერების ბუნებრივი მიდრეკილებაა. ამ ფენომენს „მაგნიტური ფრუსტრაცია“ (ჩაშლა) ეწოდება“.

ამ მასალის მიერ წარმოქმნილი უჩვეულო ფაზა სითხის კვანტური დაგრეხვის სახელითაა ცნობილი. იგი სულაც არაა იმ სახის სითხე, როგორიც თქვენ იცით — მისი მაგნეტიზმი გაცილებით ნაკლებ თანმიმდევრულია, ვიდრე ჩვეულებრივი მაგნიტისა.

ელექტრონების ბრუნვა იმ მაგნიტებში, რომლებსაც ყოველდღიურ ცხოვრებაში ვხვდებით — ჩაყინულია ერთი და იგივე მიმართულებით. მბრუნავ სითხეებში ისინი არასოდეს იყინება, იმ შემთხვევაშიც კი, თუ მათი ტემპერატურა აბსოლუტურ ნულს მიაღწევს.

ეს კი განაპირობებს გარკვეულ უჩვეულო თვისებებს, მაგალითად გრძელდიაპაზონიანი ხლართის სახელით ცნობილ ფენომენს, რომელშიც ერთი ნაწილაკის კვანტური მდგომარეობა შეწყვილებულია სხვა არამომიჯნავე ნაწილაკთან.

იმისათვის, რათა ნივთიერებებმა დაგრეხილი სითხის სახით იფუნქციონიროს, საჭიროა ჰქონდეს ფოროვანი გეომეტრია — ისეთი, როგორიც სპილენძის ირიდატს აქვს, ანდაც ჰქონდეს სამკუთხა ატომურის სტრუქტურა. ასეთი განლაგება შემჩნეულია ბუნებაშიც, მაგალითად, მინერალ ჰერბერტსმიტიტში, რომელიც 2012 წელს აღმოაჩინეს.

ამ კვლევის შედეგად შეიქმნა მასალა, რომელიც გამოყენებულ უნდა იქნას სამომავლო კვანტურ კომპიუტერებში; თუმცა, კვლევის შედეგები იმდენად დროული და მართებულია, რომ იძლევა უფრო მეტი მაგალითის შექმნის მეთოდს.

იგივე პროცესების გამოყენებით, შესაძლებელი უნდა გახდეს ყველა სახის ახალი კვანტურად გადახლართული სითხეების აღმოჩენა, რომელთაგან ზოგიერთი შეიძლება უკეთ მოერგოს ამ კონკრეტულ ამოცანას.

„ექსპერიმენტულ აღმოჩენებს ძალიან დიდი დრო სჭირდება, რადგან მეცნიერებმა უნდა მოსინჯონ ბუნების მიერ ნებადართული ყველა შესაძლო გზა, ბუნება კი ძალიან მოუხელთებელია“, — განმარტავს ტაფტი.

„მაგრამ ახლა, როდესაც შევძელით ერთ-ერთი მბრუნავი სითხის შექმნა, მივაგენით უფრო მეტი მათგანის შექმნის რეცეპტს. შემდეგი ნაბიჯი იქნება სპილენძის ირიდატის იგივე რეცეპტის გამოყენება და პერიოდულობის სისტემის სხვა ელემენტებზე მორგება კიდევ უფრო მეტი მბრუნავი სითხის შესაქმნელად“.

მომზადებულია futurism.com-ის მიხედვით

ავტორი - მიხეილ ჭაბუკაშვილი

მეცნიერება