Terobosan Pengkomputeran Kuantum: Menurunkan Sifat Superkonduktor Baru

Kemas kini: 9 Disember 2023

Kerjasama Sekolah Fizik dan Astronomi, University of Minnesota dan Cornell University, telah mendedahkan beberapa sifat unik Semikonduktor seperti logam superkonduktor. Ini telah membuat kemajuan dalam pengkomputeran kuantum dan dapat digunakan dalam waktu terdekat. Logam itu dikenali sebagai Niobium diselenide (NbSe2) yang boleh mengalirkan elektrik atau mengangkut elektron atau foton tanpa sebarang rintangan. Pengkomputeran kuantum dapat meraih faedah logam superkonduktor baru ini dengan berkesan dan cekap untuk inovasi baru.

Niobium diselenide dalam bentuk 2D dengan simetri dua kali ganda yang menjadikannya superkonduktor yang lebih tahan. Terdapat dua jenis superkonduktiviti yang terdapat dalam logam ini - jenis gelombang konvensional yang terdiri daripada NbSe2 pukal dan jenis gelombang d- atau p- tidak konvensional untuk beberapa lapisan NbSe2. Kedua-duanya mempunyai tenaga yang sama kerana interaksi dan persaingan yang berterusan antara satu sama lain. Pasukan penyelidik dari kedua universiti telah menggabungkan hasil dari dua teknik eksperimen yang berbeza untuk menghasilkan penemuan baru ini. Para saintis ingin menyiasat sifat NbSe2 lebih jauh untuk dapat menggunakan keadaan superkonduktor yang tidak konvensional untuk mengembangkan komputer kuantum maju.

Logam superkonduktor, membantu meneroka batas antara pengkomputeran kuantum dan pengkomputeran tradisional dengan aplikasi dalam maklumat kuantum. Bit kuantum mengubah fungsi komputer kuantum dengan kelajuan yang jauh lebih tinggi daripada yang tradisional. Bit kuantum wujud dalam keadaan superposisi bersama dengan dua nilai 0 dan 1 serentak dengan alpha dan beta. Komputer kuantum memerlukan sekitar 10,000 qubit untuk berfungsi dengan cerdas dan membantu dalam terjeratnya misteri alam. Superconduktor dapat mewujudkan keadaan qubit yang padat dengan titik kuantum dan sistem donor tunggal. Logam superkonduktor ini dikenali untuk mengubah elektron menjadi satu superfluid tunggal yang dapat bergerak melalui kisi logam tanpa rintangan.

Penemuan superkonduktor kristal 2D telah membuka banyak kaedah untuk menyiasat mekanik kuantum yang tidak konvensional. Kualiti superkonduktor monolayer terunggul, NbSe2, ditanam oleh pemendapan wap kimia. Pertumbuhan superkonduktor ini bergantung pada vakum ultrahigh atau substrat bebas ikatan yang menggantung yang membantu mengurangkan persekitaran dan kecacatan yang disebabkan oleh substrat.

Oleh itu, dunia sedang menunggu penemuan lebih lanjut mengenai beberapa sifat unik dari logam superkonduktor untuk membantu kemajuan kuantum pengkomputeran yang boleh membawa kejayaan tertentu dalam industri.