ควอนตัมโคคูน

เพชรเย็นแม้ในอุณหภูมิห้อง โครงสร้างผลึกแข็งที่ทำให้วัสดุที่แข็งที่สุดในธรรมชาติของเพชรสามารถป้องกันอะตอมจากการสั่นสะเทือนของความร้อนได้—ไม่ตลอดไป แต่นานกว่าวัสดุอื่นๆ มากคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ของ Diamond อาจทำให้เหมาะกับผู้พัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมในวันพรุ่งนี้ นักฟิสิกส์กำลังทดสอบความสามารถของคริสตัลในการเก็บข้อมูลไว้ในอะตอมเดี่ยว ป้องกันข้อมูลจากการรบกวนภายนอก และส่งข้อมูลเป็นแสงแทนที่จะผ่านกระแสไฟฟ้า

ISTOCKPHOTO

วงแหวนรอบ ด้วยความหนาเพียง 300 นาโนเมตร นี่คือแหวนเพชรที่เล็กที่สุดในโลก Steven Prawer และเพื่อนร่วมงานของเขาที่มหาวิทยาลัยเมลเบิร์นในออสเตรเลียกำลังสร้างโครงสร้างเช่นนี้เพื่อนำทางพัลส์แสงภายในคอมพิวเตอร์ที่ใช้เพชรในอนาคต

B. FAIRCHILD และ P. OLIVERO/UNIV. ของเมลเบิร์น

ตอนนี้นักฟิสิกส์ได้เรียนรู้ที่จะใช้คุณภาพของรังไหมขั้นสูงสุดเพื่อจัดเก็บและจัดการข้อมูลในอะตอมเดี่ยวที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่วัสดุอื่นๆ จำเป็นต้องเข้าใกล้ศูนย์สัมบูรณ์ เนื่องจากอะตอมของมันสามารถเก็บข้อมูลควอนตัมที่แปลกประหลาดฉาวโฉ่ได้ เพชรจึงกลายเป็นวัสดุที่เป็นตัวเลือกสำหรับใช้ในคอมพิวเตอร์ควอนตัมในอนาคต อุปกรณ์ดังกล่าวจะอาศัยความแปลกประหลาดของควอนตัมเพื่อทำงานบางอย่างซึ่งต้องใช้คอมพิวเตอร์ธรรมดาไปจนสิ้นอายุขัย

เพชร โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพชรประดิษฐ์ ยังสามารถค้นหาการใช้งานที่ใกล้เข้ามามากขึ้น เช่น การสื่อสารข้อมูลด้วยการเข้ารหัสที่ไม่สามารถทำลายได้ หรือแม้แต่การทำความเข้าใจทฤษฎีควอนตัมให้ก้าวหน้าขึ้น การขับเคลื่อนแอปพลิเคชันเหล่านี้จำเป็นต้องใช้เพียงชิปเพชรเทียมขนาดเล็กพร้อมกับเครื่องมือราคาไม่แพง เช่น เลเซอร์ธรรมดา

David Awschalom จาก University of California, Santa Barbara (UCSB) กล่าวว่า “ความงามของเพชรคือการนำฟิสิกส์ทั้งหมดนี้มาไว้บนเดสก์ท็อป”

รักษาตัวเอง

ลุยเลย! คุณสมควรได้รับข่าววิทยาศาสตร์

ติดตาม

เพชรสามารถเจียระไนได้คมกริบ แต่จากมุมมองของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป เพชรจะค่อนข้างทื่อ อย่างน้อยก็ในรูปแบบที่บริสุทธิ์ที่สุด โครงผลึกของอะตอมคาร์บอนของเพชรไม่นำไฟฟ้าและแทบไม่มีแม่เหล็ก แม้ว่าจะไม่มีสิ่งที่เรียกว่าคริสตัลบริสุทธิ์ 100 เปอร์เซ็นต์ และความจริงแล้วสิ่งเจือปนของเพชรนั้นเป็นเครื่องหมายความงามของมาริลีน มอนโร ซึ่งทำให้เพชรมีเสน่ห์ดึงดูดใจสำหรับวิชาฟิสิกส์ “สิ่งสกปรกที่ก่อให้เกิดคุณสมบัติที่ผิดปกติ” Awschalom กล่าวระหว่างการพูดคุยเมื่อเร็ว ๆ นี้ในบอสตันในการประชุมประจำปีของ American Association for the Advancement of Science (AAAS)

ไนโตรเจนเป็นสิ่งเจือปนที่พบมากที่สุดในเพชร ซึ่งมันสามารถแทนที่อะตอมของคาร์บอนในผลึกได้ สิ่งเจือปนไนโตรเจนที่มีประโยชน์มากที่สุดคือสิ่งเจือปนที่เกิดขึ้นถัดจากช่องว่าง—ช่องว่างในผลึกที่ซึ่งคาร์บอนอาจอยู่ได้ อิเล็กตรอนสองตัวของไนโตรเจนยืดวงโคจรเข้าไปในตำแหน่งว่างและสร้างโครงสร้างคล้ายโมเลกุล แม้ว่าอะตอมของโมเลกุลจะหายไป โมเลกุลเสมือนนี้เรียกว่าศูนย์ไนโตรเจน (NV) มีสปินซึ่งเป็นรูปแบบควอนตัมของแม่เหล็ก

สปินเป็นเหมือนแท่งแม่เหล็กขนาดเล็กมากและสามารถเข้ารหัสและเก็บข้อมูลโดยชี้ไปในทิศทางต่างๆ ข้อมูลหน่วยเดียวที่เรียกว่า บิต สามารถเป็น 1 ถ้าสปินชี้ขึ้น หรือ 0 ถ้าชี้ลง

การหมุนยังสามารถขึ้นและลงได้พร้อมกัน และในกรณีดังกล่าวจะเรียกว่าอยู่ใน “สถานะควอนตัม” พิเศษ สถานะควอนตัมมีข้อมูลควอนตัมบิตหรือคิวบิต คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถทำการคำนวณโดยใช้สถานะหลายสถานะของคิวบิต ซึ่งเหมือนกับการคำนวณหลายอย่างในเวลาเดียวกัน ซึ่งอาจช่วยให้สามารถค้นหาฐานข้อมูลหรือค้นหาตัวประกอบเฉพาะของจำนวนเต็มด้วยความเร็วที่คอมพิวเตอร์ทั่วไปไม่สามารถทำได้

แต่สถานะควอนตัมนั้นละเอียดอ่อนอย่างฉาวโฉ่ และแม้แต่การรบกวนเพียงเล็กน้อยก็อาจส่งผลให้ข้อมูลที่จัดเก็บไว้ในคิวบิตสูญหายได้ทั้งหมด จนถึงตอนนี้ นักวิจัยสามารถจัดเก็บและจัดการคิวบิตเพียงไม่กี่ตัวในระบบที่มีการควบคุมอย่างดีอย่างดีเยี่ยม เช่น ไอออนเดี่ยวที่แขวนอยู่ในกับดักแม่เหล็กไฟฟ้า หรือวัสดุตัวนำยิ่งยวดที่เย็นลงจนถึงอุณหภูมิต่ำมาก ในเอกสารที่จะตีพิมพ์ในScience Awschalom และผู้ร่วมงานของเขาอธิบายว่าพวกเขาประสบความสำเร็จในการควบคุมศูนย์ NV ในเพชรในระดับที่ใกล้เคียงกันได้อย่างไร

Credit : patrickgodschalk.com
viagraonlinesenzaricetta.net
sandpointcommunityradio.com
citizenscityhall.com
olkultur.com
arcclinicalservices.org
kleinerhase.com
realitykings4u.com
mobarawalker.com
getyourgamefeeton.com