एक दिन, हम क्वांटम भौतिकी पर आधारित सुपर फास्ट कंप्यूटर का उपयोग कर सकते हैं। लेकिन ये कंप्यूटर डेटा कैसे पढ़ेंगे? जर्मनी और अमेरिका की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने अभी दिखाया है कि परमाणु के रूप में संग्रहीत डेटा को पढ़ना संभव है 'घूमता है।' यह नई विधि पिछले अरबों इलेक्ट्रॉनों के बजाय हजारों इलेक्ट्रॉनों के शुद्ध स्पिन को पढ़ने की अनुमति देती है वाले.
एक दिन, हम क्वांटम भौतिकी पर आधारित सुपर फास्ट कंप्यूटर का उपयोग कर सकते हैं। लेकिन ये कंप्यूटर डेटा कैसे पढ़ेंगे? जर्मनी और अमेरिका की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने अभी यह दिखाया है परमाणु 'स्पिन' के रूप में संग्रहीत डेटा को पढ़ना संभव है। हजारों इलेक्ट्रॉनों के स्पिन को पढ़ने का यह नया तरीका अंतिम लक्ष्य नहीं है: एक वास्तविक क्वांटम कंप्यूटर को एकल कणों के स्पिन को पढ़ने की आवश्यकता होगी। फिर भी, यह नई विधि पिछले तरीकों की तुलना में कहीं बेहतर है जो केवल अरबों परमाणुओं के संयुक्त इलेक्ट्रॉनों के शुद्ध स्पिन को पढ़ने की अनुमति देती है। लेकिन आगे पढ़ें...
इन प्रयोगों द्वारा आयोजित किया गया है क्रिस्टोफ़ बोहमे, यूटा विश्वविद्यालय में भौतिकी के सहायक प्रोफेसर, और बर्लिन में हैन-मीटनर इंस्टीट्यूट और म्यूनिख के तकनीकी विश्वविद्यालय में उनके सहयोगी। यहाँ बोहेमे का एक उद्धरण है।
बोहेमे कहते हैं, "हमने एक विशेष प्रकार के क्वांटम कंप्यूटर, फॉस्फोरस-और-सिलिकॉन क्वांटम कंप्यूटर के निर्माण में एक बड़ी बाधा का समाधान कर लिया है।" "इस अवधारणा के लिए, डेटा रीडआउट सबसे बड़ा मुद्दा है, और हमने डेटा पढ़ने का एक नया तरीका दिखाया है।"
यदि आप अपनी याददाश्त को ताज़ा करना चाहते हैं, तो यूटा विश्वविद्यालय की समाचार विज्ञप्ति बताती है कि क्वांटम कंप्यूटिंग क्या है और परमाणु 'स्पिन' क्या है। यहां कुछ विवरण दिए गए हैं.
स्पिन को समझाना कठिन है। स्पिन का वर्णन करने का एक सरल तरीका यह कल्पना करना है कि प्रत्येक कण - जैसे परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन या प्रोटॉन - इसमें कम्पास सुई की तरह एक छोटा बार चुंबक होता है, जो कण का प्रतिनिधित्व करने के लिए ऊपर या नीचे इंगित करता है घुमाना। स्पिन-आधारित क्वांटम कंप्यूटर में नीचे और ऊपर 0 और 1 का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं, जिसमें एक क्यूबिट का मान एक साथ 0 और 1 हो सकता है।
आगे बढ़ने से पहले, नीचे एक उदाहरण दिया गया है जो प्रयोगों और इलेक्ट्रॉनों के स्पिन को पढ़ने के लिए उपयोग की जाने वाली नमूना संरचना को दर्शाता है। "अधिमानतः पता लगाने के लिए 31P c-Si/SiO के आसपास2 बताता है, सक्रिय नमूना 15-एनएम-मोटी एपिटैक्सियल परत है 31पी-डोप्ड सी-एसआई एक आंतरिक सी बफर परत पर जमा होता है। विद्युत माप के लिए, सोने के संपर्क सी सतह के शीर्ष पर जमा किए जाते हैं।" (क्रेडिट: क्रिस्टोफ बोहेम और उनके सहयोगियों)
इन प्रयोगों के बारे में अधिक विवरण यहां दिए गए हैं।
शोधकर्ताओं ने लगभग 300 माइक्रोन मोटे सिलिकॉन क्रिस्टल के एक टुकड़े का उपयोग किया - मानव बाल की चौड़ाई का लगभग तीन गुना - 3 इंच से कम लंबा और लगभग एक इंच का दसवां हिस्सा चौड़ा। सिलिकॉन क्रिस्टल को फॉस्फोरस परमाणुओं से डोप किया गया था। फॉस्फोरस परमाणुओं को सिलिकॉन में एम्बेडेड किया गया था क्योंकि बहुत सारे फॉस्फोरस परमाणु एक-दूसरे के बहुत करीब होते थे और एक-दूसरे के साथ इतनी अधिक बातचीत करते थे कि वे जानकारी संग्रहीत नहीं कर सकते थे। अवधारणा यह है कि फॉस्फोरस के एक परमाणु से परमाणु स्पिन एक क्यूबिट जानकारी संग्रहीत करेगा।
वैज्ञानिकों ने डोप्ड सिलिकॉन पर दो सोने के विद्युत संपर्कों को मुद्रित करने के लिए लिथोग्राफी का उपयोग किया। फिर उन्होंने सोने के संपर्कों के बीच सिलिकॉन पर सिलिकॉन डाइऑक्साइड की एक बेहद पतली परत - एक मीटर मोटी का लगभग दो अरबवां हिस्सा - लगाई। परिणामस्वरूप, उपकरण की सतह पर छोटे-छोटे धब्बे थे जहाँ फॉस्फोरस परमाणुओं के घूमने का पता लगाया जा सकता था।
और यहाँ प्रयोगों का मुख्य बिंदु है।
फिर उपकरण को तरल हीलियम से शून्य फ़ारेनहाइट से 452 डिग्री नीचे तक ठंडा किया गया। इससे फॉस्फोरस का अधिकांश भाग नीचे की ओर घूमता है। इसके बाद, शोधकर्ताओं ने नमूने पर एक चुंबकीय क्षेत्र और माइक्रोवेव विकिरण लागू किया, जिससे फॉस्फोरस एक सेकंड के कुछ अरबवें हिस्से के लिए लगातार ऊपर और नीचे घूमता रहता है। परिणामस्वरूप, विद्युत प्रवाह ऊपर-नीचे होता रहा।
इस विधि से, वे सिलिकॉन की सतह के पास केवल कुछ हजारों इलेक्ट्रॉनों और फॉस्फोरस परमाणुओं के नाभिक के शुद्ध स्पिन को "पढ़ने" में सक्षम थे। बेशक, एकल इलेक्ट्रॉन के स्पिन को पढ़ने से पहले और अधिक शोध किए जाने की आवश्यकता है।
द्वारा इस शोध कार्य को स्वीकार कर लिया गया है प्रकृति भौतिकी और "सुसंगत की विद्युत पहचान" नाम से एक अग्रिम ऑनलाइन प्रकाशन के रूप में उपलब्ध है 31पी स्पिन क्वांटम स्टेट्स" (19 नवंबर, 2006)। यहां दो लिंक दिए गए हैं सार और करने के लिए पूरा पेपर (पीडीएफ प्रारूप, 4 पेज, 608 केबी)। उपरोक्त आंकड़ा इस पेपर से उठाया गया है।
तो हम क्वांटम कंप्यूटर के साथ कब काम करेंगे? बहुत समय से पहले नहीं. बोहेमे का एक अच्छा सूत्र है: "यदि आप क्वांटम कंप्यूटर के विकास की तुलना शास्त्रीय कंप्यूटर से करना चाहते हैं, तो हम शायद अबेकस की खोज से ठीक पहले होंगे।"
स्रोत: यूटा विश्वविद्यालय समाचार विज्ञप्ति, 19 नवंबर, 2006; और विभिन्न वेबसाइटें
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