Vitskapar frå Forschungszentrum Jülich (FZJ) og Karlsruhe Institute of Technology (KIT) har nyleg gjort ei banebrytande oppdaging som kastar nytt lys over naturen til Josephson tunnelkryss, dei grunnleggande komponentane til superledande kvantedatamaskinar. Forskinga deira har avslørt at desse krysset er langt meir intrikate enn tidlegare trudd, med harmonikkar som er overlappa på den grunnleggande modusen. Denne nye forståinga kan føre til betydelege framsteg i stabiliteten og prestasjonen til kvantebitar.
Reisa til denne openberringa byrja i 2019 då to dedikerte doktorgradsstudenter, Dr. Dennis Willsch og Dennis Rieger, støtte på forvirrande utfordringar med den standardmodellen for Josephson tunnelkryss. Avgjort på å løysa mysteria leia eit team leidd av professor Pop ei omfattande undersøking, der dei granska data frå fleire laboratorium over heile verda.
Josephson tunnelkryss består av to superledande elektrodar som er kopla saman av ein tynn isolerande barriere. Tradisjonelt vart desse kretselementa beskrivne ved hjelp av ein enkel sinusmodell. Men den nylege forskinga har vist at den standardmodellen ikkje er tilstrekkeleg for å nøyaktig fange opp atferda til desse kryssa. I staden er ein mesoskopisk modell som inkluderer høgare harmonikkar naudsynt for å forklara tunnelstraumen mellom superleiarane.
Fenomenet med harmonikkar i Josephson tunnelkryss kan liksomnast med overtonane som blir produserte av musikkinstrument. På same måte som å slå på ei streng genererer ikkje berre den grunnleggande tonen, men òg ekstra lag av lydkompleksitet, vert krysset prega av liknande eigenskapar. Inkluderinga av desse harmonikkane i analysen er avgjerande for ein meir omfattande forståing av deira atferd.
Implikasjonane av denne oppdaginga er djupgripande. Ved å ta omsyn til Josephson harmonikkar trur forskarane at kvantebitar kan bli utvikla for å vera meir stabile og pålitelige, og potensielt redusera feilkjelder med ein storleiksorden. Denne framgangen bringar oss eit steg nærare realiseringa av ein fullt universell superledande kvantedatamaskin.
Presisjonen og nøyaktigheita til målingane innanfor vitskapsmiljøet har spelt ein viktig rolle i å avdekka desse små korrigeringane til ein modell som har vore tilstrekkeleg i over 15 år. Som Dr. Dennis Rieger påpeikar: «Det er spennande å sjå den oppnådde nøyaktigheitsnivået som gjer oss i stand til å avsløra desse skjulte kompleksitetane.»
I jakten på kvantedataproessorar i stor skala er denne nylege forståinga av Josephson tunnelkryss ein betydeleg milepæl. Det understrekar viktigheten av å grave djupare ned i dei mikroskopiske fridomsgardane i solide tilstandsanordningar og opnar vegar for utviklinga av meir avansert, påliteleg kvantedatateknologi.
Ofta stilte spørsmål:
1. Kva har forskarar frå Forschungszentrum Jülich (FZJ) og Karlsruhe Institute of Technology (KIT) nyleg oppdaga?
Forskarar frå FZJ og KIT har gjort ei banebrytande oppdaging om naturen til Josephson tunnelkryss, dei grunnleggande komponentane til superledande kvantedatamaskinar. Forskinga deira har avslørt at desse kryssa er meir intrikate enn tidlegare trudd, med harmonikkar som er overlappa på den grunnleggande modusen.
2. Korleis kan denne oppdaginga påverke kvantedatamaskiner?
Denne nylege forståinga av Josephson tunnelkryss kan føre til betydelege framsteg i stabiliteten og prestasjonen til kvantebitar. Ved å ta omsyn til Josephson harmonikkar trur forskarane at kvantebitar kan bli utvikla for å vera meir stabile og pålitelige, og potensielt redusera feilkjelder med ein storleiksorden.
3. Kva er den tradisjonelle modellen for Josephson tunnelkryss?
Tradisjonelt vart Josephson tunnelkryss beskrivne ved hjelp av ein enkel sinusmodell. Men den nylege forskinga har vist at denne standardmodellen ikkje er tilstrekkeleg for å nøyaktig fange opp atferda til desse kryssa.
4. Kva er den mesoskopiske modellen forskarane har oppdaga?
Den mesoskopiske modellen inkluderer høgare harmonikkar og er naudsynt for å forklara tunnelstraumen mellom superleiarane i Josephson tunnelkryss. Denne modellen tar omsyn til dei intrikate lag av lydkompleksitet, liknande overtonar produsert av musikkinstrument.
5. Korleis er Josephson harmonikkar liknande musikkinstrumentovertonar?
På same måte som å slå på ei streng på eit musikkinstrument genererer ikkje berre den grunnleggande tonen, men òg ekstra lag av lydkompleksitet, har Josephson tunnelkryss liknande eigenskapar. Inkluderinga av desse harmonikkane i analysen er avgjerande for ein meir omfattande forståing av deira atferd.
Definisjonar:
– Josephson tunnelkryss: Grunnleggande komponentar i superledande kvantedatamaskiner som består av to superledande elektrodar som er kopla saman av ein tynn isolerande barriere.
– Harmonikkar: Ekstra lag med lydkompleksitet produsert av musikkinstrument. I tilfellet med Josephson tunnelkryss er høgare harmonikkar nødvendige for å forklara atferda deira.
– Mesoskopisk modell: Ein modell som inkluderer høgare harmonikkar og gir ein meir omfattande forståing av atferda til Josephson tunnelkryss.
Relaterte lenker:
Forschungszentrum Jülich
Karlsruhe Institute of Technology
The source of the article is from the blog myshopsguide.com