کشف اولین مواد کوانتومی در نوع خود: سیلیکون انقلاب تکنولوژی کوانتومی؟

دانشمندان خبر از کشف ماده‌ای جدید در عصر کوانتوم می‌دهند که می‌تواند دنیای تکنولوژی را متحول کند مانند نقشی که سیلیکون در قرن بیستم بازی کرد. فیزیکدانانی از UCF ماده‌ی جدیدی کشف کرده‌‌اند که می‌تواند واحد سازنده‌ی بنیادی مواد کوانتومی در عصر کوانتومی باشد، انتظار می‌رود این ماده‌ی میکروسکوپی و متراکم، پیشرفت تکنولوژی را متحول کند. محققان در حال ورود به عصر کوانتومی هستند. اکنون آنها به جای استفاده از سیلیکون در تکنولوژی‌های پیشرفته، مواد کوانتومی جدیدی را کشف می‌کنند: مواد رسانایی که توانایی استفاده و ذخیره انرژی در مقیاس زیراتمی را دارند. نتیجه‌ی این پژوهش در مجله معتبر Nature Communications منتشر شده است. بادیپ لوک همراه باشید…

مادهاپ نیوپان (Madhab Neupane) زندگی خود را صرف مواد کوانتومی کرده و در جستجوی این مواد جدید است که انتظار می‌رود بنیان تکنولوژی‌ تازه‌ای در جهت پیشرفت کامپیوترهای کوانتومی و حافظه‌های بلند مدت را تشکیل دهند. این ابزارهای جدید، قدرت محاسبه‌ی داده‌های بزرگ را افزایش داده و انرژی مورد نیاز برای قدرتمندکردن صنایع الکترونیکی را بسیار کاهش می‌دهند.

شرکت‌های بزرگ، ظرفیت پژوهش‌های مهم را تشخیص می‌دهند و برای آنها سرمایه‌گذاری می‌کنند. مایکروسافت در ایستگاه Qاش، سرمایه‌گذاری کرده است: آزمایشگاهی منحصرا برای مطالعه در زمینه محاسبه‌ی کوانتومی توپولوژی. گوگل به همراه ناسا در آزمایشگاهی با نام کوانتوم Al چگونگی ترکیب محاسبه‌ی کوانتومی و هوش مصنوعی را بررسی می‌کنند. وقتی یک پدیده کوانتومی به خوبی درک و مهندسی شود، باید انتظار تکنولوژی‌های جدیدی داشت که دنیا را تغییر دهند، شبیه به آنچه در مورد الکترونیک در اواخر قرن بیستم اتفاق افتاد. کشف نیوپان مرحله مهمی است در به تحقق پیوستن این اتفاق. نیوپان می‌گوید:

این اکتشاف ما را یک پله به کاربرد مواد کوانتومی نزدیک‌تر کرده و کمک می‌کند به درک عمیق‌تری از برهمکنش‌های فازهای گوناگون کوانتومی برسیم.

ماده‌ای که نیوپان و تیم‌اش کشف کرده‌اند Hf_۲Te_۲P بوده و از هافنیوم (Hafnium)، تلوریوم و فسفر تشکیل شده است. این ماده کوانتومی، اولین ماده‌ای است که چندین خاصیت کوانتومی را داراست به این معنی که بیش از یک الگوی الکترونی وجود دارد که در ساختار الکترونی توسعه می‌یابد. گروه تحقیقاتی نیوپان، در حال استفاده‌ی تجهیزات ویژه‌ی خود برای طیف‌سنجی پیشرفته مواد کوانتومی هستند تا کار خود را در آینده توسعه دهند. نیوپان می‌گوید:

ما با کشف چنین ماده شگفت‌انگیزی، در آستانه درک عمیقی از تعامل فازهای توپولوژی و اساس مدل جدیدی هستیم که همه تکنولوژی‌ها برپایه‌ی آن بنا خواهد شد یا به عبارتی همان سیلکون عصر جدید.