در سال‌های گذشته، پیشرفت‌های خوبی برای ساختن اولین کامپیوتر کوانتومی در مقیاس واقعی انجام شده است. با این حال، موانع فراوانی در راه تحقق این هدف وجود دارد که باید برداشته شود؛ مسائلی همچون ایجاد روشی برای ذخیره‌سازی اطلاعات کوانتومی برای مدت زمانی مشخص.
اکنون دانشمندان ماده‌ی جدیدی کشف کرده‌اند که دستیابی به این هدف را میسر می‌کند. چالش اصلی ذخیره‌سازی کوانتومی، حفظ حالت کوانتومی اتم‌ها است و مطالعه‌ی جدید پیشنهاد می‌دهد که ماده‌ای مرکب از مس، ایریدیوم و اکسیژن، الزامات هندسی لازم در ابعاد اتمی را برای انجام چنین وظیفه‌ای دارد. فاضل تفتی، محقق این طرح، می‌گوید:
ماده‌ی ترکیبی مس و ایریدیوم، آرایش اتمی لانه‌زنبوری دارد. در این هندسه‌ی خاص، چرخش الکترون‌ها متوقف نمی‌شود. الکترون‌ها با چرخش خود یک آهنربا تشکیل می‌دهند که گرایش طبیعی مواد است. این پدیده را خنثی‌سازی مغناطیسی می‌گویند.
چرخش الکترون‌ها در آهنرباهایی که عموماً از آن‌ها استفاده می‌کنیم، در یک جهت مشخص ثابت شده است. اما در مایعات اسپینی، حتی با وجود کاهش دما تا صفر مطلق، چرخش الکترون‌ها متوقف نمی‌شود. این ویژگی موجب می‌شود حالت کوانتومی یک ذره با ذره‌ی غیر مجاور آن برابر شود.
در تحقیق اخیر، ماده‌ای ساخته شده است که می‌تواند در کامپیوترهای کوانتومی آینده استفاده شود؛ اما از نتایج حاصل از تحقیق می‌توان برای یافتن روش‌های ایجاد نمونه‌های بیشتر استفاده کرد. با انجام فرآیندی ثابت، این امکان وجود دارد که تمام حالت‌های جدید مایعات کوانتومی اسپینی را کشف کرد؛ حالت‌هایی که ممکن است از یافته‌های این تحقیق عملکرد بهتری داشته باشد.
تفتی می‌گوید:
اکتشافات آزمایشگاهی به مدت‌زمان زیادی برای رسیدن به نتیجه‌ی نهایی نیازمند هستند؛ زیرا دانشمندان تمام راه‌های ممکن را که طبیعت برای رسیدن به هدف به آن‌ها می‌دهد، آزمایش می‌کنند؛ اما اکنون که دستورالعمل ساخت یک مایع اسپینی را داریم، می‌توانیم تعداد بیشتری از آن‌ها تولید کنیم. در گام بعد، این دستورالعمل را برای ماده‌ی مرکب مس و ایریدیوم و عناصر دیگر جدول تناوبی برای تولید مایعات اسپینی، اجرا خواهیم کرد.
سید محمدامین هاشمی
- 10
- 2
