Videnskabsfolk fra Forschungszentrum Jülich (FZJ) og Karlsruhe Institute of Technology (KIT) har for nylig gjort en banebrydende opdagelse, der kaster nyt lys over naturen af Josephson-tunnel-overgange, de fundamentale komponenter i superledende kvantecomputere. Deres forskning har afsløret, at disse overgange er langt mere komplekse end tidligere antaget, med harmoniske lagt oven på den grundlæggende tilstand. Denne nye forståelse kan føre til betydelige fremskridt inden for stabilitet og ydeevne af kvantebits.
Rejsen til denne opdagelse begyndte i 2019, da to dedikerede ph.d.-studerende, Dr. Dennis Willsch og Dennis Rieger, stødte på forvirrende udfordringer, mens de arbejdede med den standardmodel for Josephson-tunnel-overgange. Fast besluttet på at afsløre mysterierne begav et hold ledet af professor Pop sig ud på en omfattende undersøgelse, hvor de undersøgte data fra flere laboratorier over hele verden.
Josephson-tunnel-overgange består af to superledende elektroder forbundet af en tynd isolerende barriere. Traditionelt set blev disse kredsløbselementer beskrevet ved hjælp af en simpel sinusmodel. Dog har den seneste forskning vist, at den standardmodel ikke formår at fange overgangenes adfærd præcist. I stedet er en mesoskopisk model, der inkluderer højere harmoniske, nødvendig for at forklare tunnelstrømmen mellem superlederne.
Fænomenet med harmoniske i Josephson-tunnel-overgange kan sammenlignes med overtonerne, der genereres af musikinstrumenter. Ligesom når man slår på en streng og får både den grundlæggende tone og ekstra lag af lyd, udviser overgangene lignende karakteristika. Inkluderingen af disse harmoniske i analysen er afgørende for en mere omfattende forståelse af deres adfærd.
Implikationerne af denne opdagelse er dybtgående. Ved at tage højde for Josephson-harmoniker mener forskerne, at kvantebits kan designes til at være mere stabile og pålidelige, hvilket potentielt kan reducere fejl med en størrelsesorden. Denne udvikling bringer os et skridt tættere på realiseringen af en fuldt universel superledende kvantecomputer.
Præcisionen og nøjagtigheden af målinger inden for videnskabelige fællesskaber har spillet en afgørende rolle i afsløringen af disse små korrektioner til en model, der har været anset som tilstrækkelig i over 15 år. Som Dr. Dennis Rieger bemærker: “Det er spændende at være vidne til det nøjagtighedsniveau, der er blevet opnået, som har gjort det muligt for os at afsløre disse skjulte kompleksiteter.”
I søgen efter storstilet superledende kvanteprocessorer udgør denne nye forståelse af Josephson-tunnel-overgange en betydelig milepæl. Den fremhæver vigtigheden af at dykke dybere ned i de mikroskopiske frihedsgrader inden for faststof-enheder og åbner op for udvikling af mere avanceret, pålidelig kvantecomputerteknologi.
FAQ:
1. Hvad har videnskabsfolk fra Forschungszentrum Jülich (FZJ) og Karlsruhe Institute of Technology (KIT) for nylig opdaget?
Videnskabsfolk fra FZJ og KIT har gjort en banebrydende opdagelse om naturen af Josephson-tunnel-overgange, de fundamentale komponenter i superledende kvantecomputere. Deres forskning har afsløret, at disse overgange er mere komplekse end tidligere antaget, med harmoniske lagt oven på den grundlæggende tilstand.
2. Hvordan kan denne opdagelse påvirke kvantecomputere?
Denne nye forståelse af Josephson-tunnel-overgange kan føre til betydelige fremskridt inden for stabilitet og ydeevne af kvantebits. Ved at tage højde for Josephson-harmoniker mener forskerne, at kvantebits kan designes til at være mere stabile og pålidelige, hvilket potentielt kan reducere fejl med en størrelsesorden.
3. Hvad er den traditionelle model for Josephson-tunnel-overgange?
Traditionelt set blev Josephson-tunnel-overgange beskrevet ved hjælp af en simpel sinusmodel. Dog har den seneste forskning vist, at denne standardmodel ikke formår at fange overgangenes adfærd præcist.
4. Hvad er den mesoskopiske model, som forskere har opdaget?
Den mesoskopiske model inkluderer højere harmoniske og er nødvendig for at forklare tunnelstrømmen mellem superlederne i Josephson-tunnel-overgange. Denne model tager højde for de komplekse lag af lyd, der er genereret af musikinstrumenter.
5. Hvordan ligner Josephson-harmonier musikinstrumenters overtoner?
Ligesom når man slår på en streng på et musikinstrument og får både den grundlæggende tone og ekstra lag af lyd, udviser Josephson-tunnel-overgange lignende karakteristika. Inkluderingen af disse harmoniske i analysen er afgørende for en mere omfattende forståelse af deres adfærd.
Definitioner:
– Josephson-tunnel-overgange: Fundamentale komponenter i superledende kvantecomputere, der består af to superledende elektroder forbundet af en tynd isolerende barriere.
– Harmoniske: Ekstra lag af lyd kompleksitet genereret af musikinstrumenter. I tilfældet med Josephson-tunnel-overgange er højere harmoniske nødvendige for at forklare deres adfærd.
– Mesoskopisk model: En model, der inkluderer højere harmoniske og giver en mere omfattende forståelse af adfærden hos Josephson-tunnel-overgange.
Relaterede links:
Forschungszentrum Jülich
Karlsruhe Institute of Technology
The source of the article is from the blog combopop.com.br