پژوهشگران آزمایشگاه ملی ایمز وابسته به وزارت انرژی آمریکا و دانشگاه ایالتی آیووا موفق به شناسایی یک بازتاب کوانتومی غیرمعمول در یک ماده ابررسانا شدند؛ اتفاق‌ای که می‌تواند به بهبود فناوری‌های محاسبات و حسگر‌های کوانتومی پشتیبانی کند. این کشف فهمیدن تازه‌ای از حرکت‌های کوانتومی اراعه می‌دهد که قابلیت به‌کارگیری در سیستم‌های آینده ذخیره‌سازی و پردازش اطلاعات کوانتومی را دارد.

به گزارش science daily ابررسانا‌ها موادی اختصاصی می باشند که می‌توانند جریان برق را بدون هیچ مقاومتی هدایت کنند. در درون این مواد، ارتعاشات جمعی خاصی موسوم به مد‌های هیگز قابل مشاهده‌اند؛ حالتی کوانتومی که هنگامی رخ می‌دهد که پتانسیل الکترونی ماده به شکلی شبیه حرکت بوزون هیگز تحول کند. این مد‌ها در مرحله گذار ماده به حالت ابررسانایی پدیدار خواهد شد.

آشکارسازی با طیف‌سنجی پیشرفته تراهرتز

شناسایی این ارتعاشات برای دانشمندان دشوار بوده است، چون طول عمر کوتاهی دارند و به‌طور پیچیده با شبه‌ذرات برانگیختگی‌های شبه‌الکترونی که زمان ناکامی ابررسانایی شکل می‌گیرند برهم‌کنش می‌کنند.

پژوهشگران با منفعت گیری از راه حلهای پیشرفته طیف‌سنجی تراهرتز (THz)، نوع جدیدی از بازتاب کوانتومی موسوم به بازتاب هیگز را در ابررسانای نیوبیوم ماده‌ای پرکاربرد در مدار‌های محاسبات کوانتومی شناسایی کردند.

ویژگی‌های منحصر‌به‌فرد در ذخیره‌سازی اطلاعات کوانتومی

به حرف های جیگانگ وانگ، سرپرست تیم تحقیقاتی برخلاف بازتاب‌های معمولی که در اتم‌ها یا نیمه‌رسانا‌ها دیده می‌شود بازتاب هیگز حاصل برهم‌کنش پیچیده بین مد‌های هیگز و شبه‌ذرات است و سیگنال‌هایی با ویژگی‌های غیرعادی تشکیل می‌کند.

وانگ گفت که این بازتاب می‌تواند مسیر‌های نهان کوانتومی را درون ماده برای بسپارد و آشکار کند. تیم او با اعمال پالس‌های دقیق تابش تراهرتز موفق به مشاهده این بازتاب‌ها شد و توانست با همین پالس‌ها، اطلاعات کوانتومی ذخیره‌شده در ابررسانا را رمزگذاری، ذخیره و بازیابی کند.

این یافته نشان‌دهنده توانایی کنترل و مشاهده همدوسی کوانتومی در ابررساناهاست و راه را برای گسترش راه حلهای نوین ذخیره‌سازی و پردازش اطلاعات کوانتومی هموار می‌کند. به حرف های وانگ فهمیدن و کنترل این بازتاب‌های منحصر‌به‌فرد ما را یک قدم به تحقق عملی محاسبات کوانتومی و فناوری‌های پیشرفته حسگر‌های کوانتومی نزدیک‌تر می‌کند.

انتهای مطلب/