Fizičari iz Forschungszentrum Jülich i Karlsruhe Institute of Technology napravili su inovativno otkriće o Josephson tunelnom spoju, koji su ključne komponente superprovodljivih kvantnih računara. Njihovo istraživanje ukazuje da su ovi tunelni spojevi kompleksniji nego što se ranije mislilo.
Tradicionalno su ovi tunelni spojevi opisivani pomoću jednostavnog sinusnog modela. Međutim, istraživači su otkrili da ovaj “standardni model” ne objašnjava u potpunosti ponašanje Josephson spojeva koji se koriste u kvantnim bitovima. Njihovi eksperimenti su pokazali da je potrebno prošireni model koji uključuje višeharmonične komponente da bi se precizno opisala tunelska struja između superprovodnika.
Poredi se da je prisustvo ovih harmonika slično efektu u muzici kada udarajući poželiti na instrumentu rezultira osnovnom frekvencijom i harmoničnim otonima. Prisustvo ovih harmonika dovodi do korekcija koje mogu poboljšati stabilnost kvantnih bitova za dva do sedam puta.
Istraživači su prikupili eksperimentalne dokaze iz različitih laboratorija širom sveta, uključujući Univerzitet u Kelnu, Ecole Normale Supérieure u Parizu i IBM Quantum u New Yorku, kako bi podržali svoja saznanja. Ovaj zajednički napor uključivao je više istraživačkih timova i disciplina, od eksperimentalista do teoretičara i materijalnih naučnika.
Ovo otkriće ima značajne implikacije za polje kvantnog računarstva. Razumevanjem i iskorišćavanjem efekata Josephson harmonika, istraživači mogu raditi na stvaranju pouzdanijih i preciznijih kvantnih bitova. Smanjenje grešaka za red veličine približava nas ostvarenju konačnog cilja potpuno univerzalnog superprovodljivog kvantnog računara.
Studija, objavljena u časopisu Nature Physics, predstavlja važnu prekretnicu u razvoju tehnologije kvantnog računarstva. Ona ističe potrebu za ponovnim razmatranjem i poboljšanjem postojećih modela kako bi se otkrile suštinske kompleksnosti Josephson tunelnih spojeva. Sa ovim novim saznanjima, naučnici mogu preduzeti ključne korake ka ostvarivanju potencijala kvantnog računarstva u različitim oblastima, uključujući kriptografiju, otkrivanje lekova i optimizaciju problema.
FAQ – Najčešća pitanja na osnovu glavnih tema i informacija iznetih u članku:
P: Šta su fizičari otkrili o Josephson tunelnim spojevima?
O: Fizičari su otkrili da su Josephson tunelni spojevi, ključne komponente superprovodljivih kvantnih računara, kompleksniji nego što se ranije smatralo. Njihova istraživanja su pokazala da jednostavan sinusni model, tradicionalno korišćen za opisivanje ovih spojeva, ne objašnjava potpuno njihovo ponašanje. Za precizno opisivanje tunelske struje između superprovodnika potreban je prošireni model koji uključuje višeharmonične komponente.
P: Koji je analogija korišćena za opisivanje karakteristika Josephson tunelnih spojeva?
O: Istraživači su napravili analogiju sa muzikom, upoređujući Josephson tunelne spojeve sa strunama na instrumentu. Kao što udarac po struni rezultira osnovnom frekvencijom i harmoničnim otonima, spojevi pokazuju slične karakteristike sa prisustvom ovih harmonika koji utiču na ponašanje tunelske struje.
P: Koje su implikacije ovog otkrića za kvantno računarstvo?
O: Ovo otkriće ima značajne implikacije za polje kvantnog računarstva. Razumevanjem i iskorišćavanjem efekata Josephson harmonika, istraživači mogu raditi na stvaranju pouzdanijih i preciznijih kvantnih bitova. Smanjenje grešaka za red veličine približava nas ostvarenju konačnog cilja potpuno univerzalnog superprovodljivog kvantnog računara.
P: Koji dokazi podržavaju zaključke istraživača?
O: Istraživači su prikupili eksperimentalne dokaze iz različitih laboratorija širom sveta, uključujući Univerzitet u Kelnu, Ecole Normale Supérieure u Parizu i IBM Quantum u New Yorku, kako bi podržali svoja saznanja. Ovaj zajednički napor uključivao je više istraživačkih timova i disciplina, od eksperimentalista do teoretičara i materijalnih naučnika.
P: Gde je studija objavljena?
O: Studija je objavljena u časopisu Nature Physics, predstavljajući važnu prekretnicu u razvoju tehnologije kvantnog računarstva.
Definicije ključnih pojmova ili žargona korišćenih u članku:
– Josephson tunelni spojevi: Ovo su ključne komponente superprovodljivih kvantnih računara gde su dva superprovodnika odvojena tankom izolacijskom barijerom. Omogućavaju protok superprovodljive struje preko ove barijere.
– Sinusni model: Jednostavan model tradicionalno korišćen za opisivanje ponašanja Josephson tunelnih spojeva, zasnovan na sinusnom odnosu između struje i faze.
– Harmonici: Komponente više frekvencije periodičnog oblika, obično višekratnici osnovne frekvencije. U kontekstu Josephson tunelnih spojeva, prisustvo harmonika utiče na ponašanje tunelske struje između superprovodnika.
– Kvantni bitovi (qubitovi): Osnovne jedinice informacije u kvantnom računaru, analogne klasičnim bitovima, ali sa sposobnošću da istovremeno postoje u više stanja.
– Nature Physics: Naučni časopis koji objavljuje članke o istraživanjima u svim oblastima fizike.
Predloženi povezani linkovi:
– Veb stranica Forschungszentrum Jülich
– Veb stranica Karlsruhe Institute of Technology
– Početna stranica časopisa Nature Physics
The source of the article is from the blog coletivometranca.com.br