نتایج
تحقیقات نشان می‌دهد که می‌توان از حفرات نیتروژنی موجود در الماس برای
ساخت اجزای اساسی رایانه‌های کوانتومی استفاده نمود. در نتیجه به واقعیت
پیوستن رایانه‌های کوانتومی چندان دور از انتظار نیست.
منبع : http://it-online.co.za/2014/12/02/nanodiamonds-read-quantum-data/
به گزارش پایگاه خبری تحلیلی فناوری و نوآوری، در گذشته، امکان خواندن الکترونیکی اطلاعات نوری از
رایانه‌های کوانتومی فراهم نبود. اخیرا تیمی از دانشمندان به سرپرستی
آلکساندر هولیتنر از دانشگاه صنعتی مونیخ (Technische Universität München)
با استفاده از یک لایه گرافن، توانستند واحدی بسازند که به نظر می‌رسد به
زودی رویای رایانه‌های کوانتومی را محقق خواهد نمود.
در حالت ایده‌ال
الماس از کربن خالص تشکیل شده‌است. اما الماس طبیعی همواره ناخالصی‌هایی به
همراه دارد. بیشترین ناخالصی مطالعه‌شده، حفرات نیتروژنی هستند که از یک
اتم نیتروژن و یک حفره تشکیل شده‌اند. این حفرات می‌توانند به عنوان
حسگرهایی با حساسیت بالا یا به عبارت دیگر به عنوان اجزای اساسی رایانه‌های
کوانتومی به کار روند.
تیم محققین به سرپرستی پروفسور هولیتنر،
فیزیک‌دان دانشگاه صنعتی مونیخ و فرانک کوپنز استاد فیزیک موسسه علوم نوری
(Institut de Ciencies Fotoniques) بارسلونا روشی برای خواندن اطلاعات
ذخیره‌شده ارائه کرده‌است. ساز و کار این روش بر اساس انتقال مستقیم انرژی
از حفرات نیتروژنی در نانوالماس به لایه گرافنی مجاور است.
زمانی که
اشعه لیزر بر نانوالماس می‌تابد یک فوتون نوری، یک الکترون از حفره
نیتروژنی را از حالت پایه به حالت برانگیخته می‌برد. پروفسور هولیتنر
می‌گوید: «سیستم برانگیخته و حالت پایه خالی از الکترون، می‌تواند به یک دو
قطبی تبدیل شود. این دو قطبی، یک مولکول دیگر را در لایه گرافنی مجاور دو
قطبی می‌‌کند.»
بر خلاف الماس بزرگ 100 نانومتری که در آن حفرات
نیتروژنی قابلیت تاثیرگذاری بر یکدیگر را ندارند، لایه گرافن رسانای جریان
الکتریکی است. در همین حین دو الکترود طلا، بار القا شده حاصل از جریان را
تشخیص داده و میزان آن را می‌سنجند.
نکته مهم در این آزمایش اندازه‌گیری
سریع جریان است، زیرا جفت الکترون-حفره ایجاد شده پس از گذشت چند میلیاردم
ثانیه ناپدید می‌گردد. فناوری به کار رفته در آزمایشگاه هولیتنر امکان
اندازه‌گیری در مقیاس پیکوثانیه (یک تریلیونم ثانیه) را فراهم کرده‌است. در
نتیجه محققان قادرند فرآیند را بسیار دقیق بررسی کنند.
با توسعه سریع
نانومدارها، می‌توان از حسگرهای بهره‌مند از این فناوری، در اندازه‌گیری
فرآیندهای بسیار سریع استفاده نمود. همچنین با به‌کارگیری این حسگرها در
رایانه‌های کوانتومی امکان تغییر سرعت به مقیاس تراهرتز نیز وجود دارد
(کامپیوترهای کنونی در مقیاس مگاهرتز یا گیگاهرتز کار می‌کنند- مترجم)
