ทอพอโลยี qubits น่าตื่นเต้นในฐานะหนึ่งในเทคโนโลยีที่มีศักยภาพสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมในอนาคต โดยเฉพาะอย่างยิ่งทอพอโลยี qubits เป็นพื้นฐานสำหรับการคำนวณควอนตัมโทโพโลยีซึ่งน่าสนใจเนื่องจากมีความไวต่อการรบกวนจากสภาพแวดล้อมน้อยกว่ามากจากการรบกวนการวัด อย่างไรก็ตามการออกแบบและควบคุมทอพอโลยี qubits ยังคงเป็นปัญหาที่เปิดกว้างในที่สุดเนื่องจากความยากลำบากในการค้นหาวัสดุที่สามารถโฮสต์สถานะเหล่านี้ได้เช่นตัวนำยวดยิ่งโทโพโลยี

เพื่อเอาชนะความเข้าใจยากของตัวนำยวดยิ่งโทโพโลยีซึ่งหาได้ยากอย่างน่าทึ่งในวัสดุธรรมชาตินักฟิสิกส์ได้พัฒนาวิธีการในการออกแบบสถานะเหล่านี้โดยการรวมวัสดุทั่วไปเข้าด้วยกัน ส่วนผสมพื้นฐานในการออกแบบตัวนำยวดยิ่งโทโพโลยี - แม่เหล็กและการนำไฟฟ้ายิ่งยวด - มักต้องการการผสมผสานวัสดุที่แตกต่างกันอย่างมาก ยิ่งไปกว่านั้นการสร้างวัสดุตัวนำยวดยิ่งโทโพโลยีนั้นต้องการความสามารถในการปรับแต่งแม่เหล็กและการนำไฟฟ้ายิ่งยวดได้อย่างละเอียดดังนั้นนักวิจัยจึงต้องพิสูจน์ว่าวัสดุของพวกเขาสามารถเป็นได้ทั้งแม่เหล็กและตัวนำยิ่งยวดในเวลาเดียวกันและสามารถควบคุมคุณสมบัติทั้งสองได้ ในการค้นหาวัสดุดังกล่าวนักวิจัยได้หันมาใช้กราฟีน

กราฟีนซึ่งเป็นอะตอมของคาร์บอนชั้นเดียวแสดงถึงวัสดุที่สามารถควบคุมได้และใช้กันทั่วไปและได้รับการยกให้เป็นหนึ่งในวัสดุที่สำคัญสำหรับเทคโนโลยีควอนตัม อย่างไรก็ตามการอยู่ร่วมกันของแม่เหล็กและการนำไฟฟ้ายิ่งยวดยังคงเป็นสิ่งที่เข้าใจยากในกราฟีนแม้จะมีความพยายามในการทดลองที่ยาวนานซึ่งแสดงให้เห็นถึงการดำรงอยู่ของทั้งสองรัฐนี้อย่างเป็นอิสระ ข้อ จำกัด พื้นฐานนี้แสดงให้เห็นถึงอุปสรรคสำคัญต่อการพัฒนาตัวนำยวดยิ่งโทโพโลยีเทียมในกราฟีน

ในการทดลองครั้งใหม่ล่าสุดนักวิจัยจาก UAM ในสเปน CNRS ในฝรั่งเศสและ INL ในโปรตุเกสร่วมกับการสนับสนุนทางทฤษฎีของศาสตราจารย์ Jose Lado จากมหาวิทยาลัย Aalto ได้แสดงให้เห็นถึงขั้นตอนเริ่มต้นตามเส้นทางสู่ qubits โทโพโลยีในกราฟีน นักวิจัยแสดงให้เห็นว่าชั้นเดียวของกราฟีนสามารถโฮสต์แม่เหล็กและตัวนำยิ่งยวดพร้อมกันได้โดยการวัดการกระตุ้นควอนตัมที่เป็นเอกลักษณ์ของการมีปฏิสัมพันธ์นี้ การค้นพบครั้งใหม่นี้ทำได้โดยการรวมแม่เหล็กของโดเมนคริสตัลในกราฟีนและการนำยิ่งยวดของเกาะโลหะที่ทับถม

`` การทดลองนี้แสดงให้เห็นว่าคำสั่งควอนตัมกระบวนทัศน์ที่สำคัญสองตัวคือตัวนำยิ่งยวดและแม่เหล็กสามารถอยู่ร่วมกันในกราฟีนได้ในเวลาเดียวกัน "ศาสตราจารย์ Jose Lado กล่าวในท้ายที่สุดการทดลองนี้แสดงให้เห็นว่ากราฟีนสามารถโฮสต์ส่วนผสมที่จำเป็นสำหรับตัวนำยิ่งยวดของโทโพโลยี ในขณะที่ในการทดลองปัจจุบันเรายังไม่ได้สังเกตเห็นการนำไฟฟ้ายิ่งยวดของโทโพโลยีการสร้างจากการทดลองนี้เราสามารถเปิดเส้นทางใหม่สู่ qubits โทโพโลยีที่ใช้คาร์บอนได้ "

นักวิจัยได้ชักนำให้เกิดตัวนำยิ่งยวดในกราฟีนโดยการฝากเกาะของตัวนำยิ่งยวดธรรมดาใกล้กับขอบเขตของเมล็ดพืชทำให้เกิดรอยต่อตามธรรมชาติในกราฟีนซึ่งมีคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่แตกต่างกันเล็กน้อยกับส่วนที่เหลือของวัสดุ ความเป็นตัวนำยิ่งยวดและแม่เหล็กขอบเขตเกรนแสดงให้เห็นว่าก่อให้เกิดสถานะ Yu-Shiba-Rusinov ซึ่งจะมีอยู่ในวัสดุเมื่อแม่เหล็กและตัวนำยิ่งยวดอยู่ร่วมกัน ปรากฏการณ์ที่ทีมสังเกตในการทดลองตรงกับแบบจำลองทางทฤษฎีที่พัฒนาโดยศาสตราจารย์ลาโดแสดงให้เห็นว่านักวิจัยสามารถควบคุมปรากฏการณ์ควอนตัมในระบบไฮบริดของนักออกแบบได้อย่างเต็มที่

การสาธิตของรัฐ Yu-Shiba-Rusinov ในกราฟีนเป็นก้าวแรกสู่การพัฒนาขั้นสูงสุดของ qubits โทโพโลยีที่ใช้กราฟีน โดยเฉพาะอย่างยิ่งโดยการควบคุมรัฐ Yu-Shiba-Rusinov อย่างระมัดระวังจะสามารถสร้างสภาวะตัวนำยวดยิ่งโทโพโลยีและรัฐ Majorana ได้ ทอพอโลยี qubits ตามรัฐ Majorana สามารถเอาชนะข้อ จำกัด ของ qubits ในปัจจุบันได้อย่างมากปกป้องข้อมูลควอนตัมโดยใช้ประโยชน์จากธรรมชาติของรัฐที่ไม่เป็นทางการเหล่านี้ การเกิดขึ้นของรัฐเหล่านี้จำเป็นต้องมีการควบคุมพารามิเตอร์ของระบบอย่างพิถีพิถัน การทดลองในปัจจุบันกำหนดจุดเริ่มต้นที่สำคัญไปสู่เป้าหมายนี้ซึ่งสามารถสร้างขึ้นเพื่อหวังว่าจะเปิดเส้นทางที่หยุดชะงักไปสู่คอมพิวเตอร์ควอนตัมโทโพโลยีที่ใช้คาร์บอน

บาคาร่า สมัครบาคาร่า