UCLA-da Kaliforniya NanoSistemlər İnstitutundan olan tədqiqatçıların rəhbərlik etdiyi bir qrup şərti superkeçiriciyə, yəni son dərəcə aşağı temperatur kimi müəyyən şərtlər altında elektronların sıfır müqavimətlə keçməsinə imkan verən maddə əsasında unikal material hazırlayıb. Eksperimental material onun kvant hesablamasında istifadə üçün potensialını göstərən xüsusiyyətlər göstərdi, klassik rəqəmsal kompüterlərin imkanlarından kənar imkanlara malik inkişaf etməkdə olan texnologiya.

Qəzet Nature jurnalında dərc olunub .

Adi superkeçiricilər adətən müəyyən güclü maqnit sahələri altında uğursuz olurlar. Yeni material adi superkeçiricinin nəzəri həddi ilə müqayisədə daha yüksək maqnit sahəsi altında superkeçirici xüsusiyyətlərini saxlamağa davam etdi . Komanda həmçinin, yeni materialın superkeçiriciliyi pozmadan əvvəl nə qədər böyük elektrik cərəyanına tab gətirə biləcəyini ölçdü, elektrik cərəyanını bir istiqamətdən, sonra isə əks istiqamətdən tətbiq etdi. Tədqiqatçılar müəyyən etdilər ki, bir istiqamət digərindən nəzərəçarpacaq dərəcədə yüksək cərəyana imkan verir. Buna çox vaxt superkeçirici diod effekti deyilir. Bunun əksinə olaraq, adi superkeçiricilər hər iki istiqamətdən bərabər cərəyanda sıfır müqavimət xüsusiyyətlərini itirəcəklər.

Kvant kompüterləri atomaltı hissəciklərin qarşılıqlı əlaqəsini tənzimləyən əks-intuitiv qaydalar əsasında işləyir. Kvant hesablamasında əsas məlumat vahidi olan qubit çoxlu dəyərə malik ola bilər. Eyni zamanda, klassik hesablamada məlumatın əsas vahidi olan bit yalnız iki dəyərdən birinə malik ola bilər.

Kvant kompüterləri ənənəvi kompüterlərin edə bilmədiyi hesablamaları yerinə yetirə bilsə də, texnologiya hələ ilk günlərindədir və vədinə çatana qədər aradan qaldırılmalı olan maneələr qalır. Belə maneələrdən biri də qubitin kövrəkliyidir. Şərtlərdəki kiçik dəyişikliklər qubitlərin saniyənin milyonda bir hissəsi davam edən kvant xüsusiyyətlərini itirməsinə səbəb ola bilər.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=1857921027&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1722493755&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-07-layered-superconductor-coaxed-unusual-properties.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI3LjAuNjUzMy43NCIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJOb3QpQTtCcmFuZCIsIjk5LjAuMC4wIl0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTI3LjAuNjUzMy43NCJdLFsiQ2hyb21pdW0iLCIxMjcuMC42NTMzLjc0Il1dLDBd&dt=1722493613296&bpp=3&bdt=970&idt=747&shv=r20240729&mjsv=m202407250101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D6bf3eefe49031f83%3AT%3D1721367059%3ART%3D1722493574%3AS%3DALNI_MacAfAOJA8VyURIyKJCZKOtEk96_Q&eo_id_str=ID%3D253fe466b124068d%3AT%3D1721367059%3ART%3D1722493574%3AS%3DAA-Afja3CR3UFVWEVuVSmzApOeu3&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=6261344733427&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2102&biw=1519&bih=695&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759876%2C44759927%2C44759837%2C31085554%2C42532524%2C95334528%2C95334828%2C95337027%2C95337869%2C31084186%2C95339233%2C95336266%2C31078663%2C31078665%2C31078668%2C31078670&oid=2&pvsid=3814851953066876&tmod=917552411&uas=0&nvt=3&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C695&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=0&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV8xIiwxXQ..&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=M

Tədqiqatçılar, şiral superkeçirici adlanan qeyri-ənənəvi superkeçiricinin proqramın addımlarını yerinə yetirərkən kubitlərin dəqiqliyi qorumaq qabiliyyətini artırmağa kömək edə biləcəyini nəzəriyyə etdilər.

Həm şiral, həm də adi superkeçiricilər kvant hadisələrindən asılıdır. Elektron cütləri, elektronların xassələrinə müəyyən qaydalar tətbiq edən dolaşma kimi tanınan bir vəziyyətdə bir məsafədə bağlanır. Adi superkeçiricilərdə bu qaydalara riayət etmək üçün dolaşıq elektronlar əks istiqamətdə hərəkət edir və əks istiqamətlərdə fırlanır. Xiral superkeçiricilərdə dolaşıq elektronlar eyni istiqamətdə fırlana bilər və onlar hərəkətləri arasındakı əlaqəni son dərəcə mürəkkəbləşdirən qaydalara riayət etməlidirlər ki, bu da cərəyan axınının və ya emal məlumatının uyğunlaşdırılması üçün potensial olaraq yeni imkanlar açır.

Bu təzadın nəticəsi olaraq, adi superkeçiricilərdə elektronların aktivliyi, superkeçirici diod effektində göründüyü kimi, şiral superkeçiricilərdə pozulmuş simmetriyaları nümayiş etdirir, bu da superkeçirici diod effektində göründüyü kimi bir istiqamətdə digərinə üstünlük verir. Bu gün yalnız bir neçə birləşmə şiral super keçiriciliyə namizəddir və onlar olduqca nadirdir. Hazırkı araşdırmada tədqiqatçılar adi superkeçirici şiral kimi hərəkət etmək üçün öz materiallarını fərdiləşdirmək üçün bir yol tapdılar.

UCLA-nın rəhbərlik etdiyi komanda bir-birini əvəz edən təbəqələri olan bir qəfəs yaratdı. Adi bir superkeçirici olan tantal disulfiddən hazırlanmış bir təbəqə üç atom qədər nazik idi. Növbəti fərqli birləşmənin “sol əlli” və ya “sağ əlli” molekulyar təbəqəsindən hazırlanmışdır. Tədqiqatçılar materialın şiral superkeçiricinin xüsusiyyətlərini göstərib-göstərmədiyini qiymətləndirmək üçün onların qəfəslərindən hazırlanmış kiçik nanoölçülü cihazları sınaqdan keçirdilər.

Kvant hesablamaları sarsılmaz kibertəhlükəsizlik, gücləndirilmiş süni intellekt və hadisələrin yüksək dəqiqliklə simulyasiyası kimi yeniliklər verə bilər, narkotiklərin bədəndəki fəaliyyətindən şəhər trafikinin axınına və maliyyə bazarlarının dalğalanmasına qədər. Bu proqramlara çatmaq üçün kvant kompüterləri kövrək kubitlərə olan potensial pozuntulara baxmayaraq işləmək qabiliyyətlərində sıçrayışlar etməlidirlər. Superkeçirici sxemlər bir çox kvant hesablama yanaşmaları üçün əsasdır və şiral superkeçiricilər tərəfindən əldə edilən superkeçirici diod effektinin daha səmərəli və sabit kubitlər yaratmaq üçün faydalı olacağı gözlənilir.

Kvant hesablamaları üçün faydalı olması ilə yanaşı, şiral superkeçiricilərin superkeçirici diod effekti enerji istehlakını minimuma endirməklə yanaşı, adi elektronika və kommunikasiya texnologiyalarının daha sürətli işləməsini təmin edə bilər. Bu keyfiyyətlər xüsusilə dərin kosmosda son dərəcə aşağı temperaturda işləyən kompüterlər kimi xüsusi proqramlar üçün çox uyğundur.

Xiral superkeçiriciləri tapmaq çox çətin olduğundan, onları daha asan əldə edilən inqrediyentlərdən (məsələn, bu tədqiqatda bildirilmiş yeni hibrid materialda) mühəndisləşdirmək kvant hesablamalarının potensialını açmaqla yanaşı, elektron cihazların təkmilləşdirilməsinə də kömək edə bilər.

Daha çox məlumat: Zhong Wan et al, Xiral molekulda qeyri-ənənəvi superkeçiricilik – TaS ₂ hibrid superlattices, Təbiət (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07625-4

Jurnal məlumatı: Təbiət