एक क्वांटम लीप: यूसीसी शोधकर्ता क्वांटम कंप्यूटिंग के भविष्य की संभावित कुंजी का पता लगाते हैं

क्वांटम कंप्यूटिंग के भविष्य के लिए एक महत्वपूर्ण विकास में, यूनिवर्सिटी कॉलेज कॉर्क (यूसीसी) में मैक्रोस्कोपिक क्वांटम मैटर ग्रुप लेबोरेटरी के शोधकर्ताओं ने दुनिया के सबसे शक्तिशाली क्वांटम माइक्रोस्कोप में एक नए और असामान्य सुपरकंडक्टर, यूरेनियम डिटेल्यूराइड (यूटीई2) में एक स्थानिक रूप से मॉड्यूलेटिंग सुपरकंडक्टिंग स्टेट की पहचान की है, जो क्वांटम कंप्यूटिंग की सबसे बड़ी चुनौतियों में से एक को संबोधित कर सकता है।

सुपरकंडक्टर्स की शक्ति

सुपरकंडक्टर ऐसे पदार्थ हैं जो बिजली को शून्य प्रतिरोध के साथ प्रवाहित करने की अनुमति देते हैं, जिसका अर्थ है कि वे बड़े प्रवाह को ले जाने के बावजूद कोई ऊर्जा नहीं खोते हैं। यह संभव है क्योंकि व्यक्तिगत इलेक्ट्रॉन धातु के माध्यम से चलते हुए नहीं हैं, बल्कि इलेक्ट्रॉन जोड़े एक मैक्रोस्कोपिक क्वांटम यांत्रिक द्रव बनाने के लिए एक साथ बंध जाते हैं।
लीड लेखक जो कारрол, यूसीसी प्रोफेसर ऑफ क्वांटम फिजिक्स सेमस डेविस के साथ काम करने वाले एक पीएचडी शोधकर्ता, बताते हैं कि “हमारी टीम ने जो पाया वह यह है कि कुछ इलेक्ट्रॉन जोड़े एक नए क्रिस्टल संरचना बनाते हैं जो इस पृष्ठभूमि तरल में निहित है। इस प्रकार की स्थिति हमारे समूह द्वारा 2016 में पहली बार खोजी गई थी और अब उन्हें इलेक्ट्रॉन जोड़े-घनत्व तरंगें कहा जाता है। ये जोड़ी घनत्व तरंगें सुपरकंडक्टिंग पदार्थ का एक नया रूप हैं जिनकी विशेषताओं का हम अभी भी पता लगा रहे हैं।”

सुपरकंडक्टर का एक नया प्रकार

यूटीई2 को विशेष रूप से रोमांचक बनाने वाली बात यह है कि यह एक नए प्रकार का सुपरकंडक्टर प्रतीत होता है। यूटीई2 में इलेक्ट्रॉन जोड़े स्वाभाविक रूप से कोणीय गति रखते हैं। यदि यह सच है, तो यूसीसी टीम ने इन विदेशी इलेक्ट्रॉन जोड़ों के पहले जोड़ी-घनत्व तरंग का पता लगाया है।
कारрол विस्तार से बताते हैं कि “हमारे लिए और व्यापक समुदाय के लिए जो विशेष रूप से रोमांचक है वह यह है कि यूटीई2 एक नए प्रकार का सुपरकंडक्टर प्रतीत होता है। भौतिक विज्ञानी लगभग 40 वर्षों से इस तरह के पदार्थ की तलाश कर रहे हैं।”

क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए परिणाम

क्वांटम कंप्यूटर क्वांटम बिट्स या क्यूबिट्स पर निर्भर करते हैं जो जानकारी को संग्रहीत और मैनिपुलेट करते हैं। हालांकि, इन क्यूबिट्स की क्वांटम स्थिति आसानी से नष्ट हो जाती है, जो क्वांटम कंप्यूटर के अनुप्रयोग को सीमित करती है।

यूटीई2, हालांकि, एक विशेष प्रकार का सुपरकंडक्टर है जो क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए बड़े परिणाम हो सकते हैं। इसका उपयोग टोपोलॉजिकल क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए आधार के रूप में किया जा सकता है, जहां गणना के दौरान क्यूबिट की लाइफटाइम पर कोई सीमा नहीं है। यह अधिक स्थिर और उपयोगी क्वांटम कंप्यूटर के लिए कई नए तरीके खोल सकता है।

कारрол बताते हैं कि “यूटीई2 एक विशेष प्रकार का सुपरकंडक्टर है जो क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए बड़े परिणाम हो सकते हैं… ऐसे पदार्थों में गणना के दौरान क्यूबिट की लाइफटाइम पर कोई सीमा नहीं है, जो अधिक स्थिर और उपयोगी क्वांटम कंप्यूटर के लिए कई नए तरीके खोलता है।”

यूसीसी टीम की खोज यूटीई2 के पजल में एक और टुकड़ा प्रदान करती है। इस तरह के पदार्थों के मूलभूत सुपरकंडक्टिंग गुणों को समझना व्यावहारिक क्वांटम कंप्यूटर विकसित करने के लिए महत्वपूर्ण है। कारрол निष्कर्ष निकालते हैं कि “हमने जो खोजा है वह यूटीई2 के पजल में एक और टुकड़ा प्रदान करता है। इस तरह के पदार्थों का उपयोग करने वाले अनुप्रयोग बनाने के लिए, हमें उनके मूलभूत सुपरकंडक्टिंग गुणों को समझना होगा। आधुनिक विज्ञान चरणबद्ध तरीके से आगे बढ़ता है। हमें यह जानकर खुशी हो रही है कि हमने एक ऐसे पदार्थ की समझ में योगदान दिया है जो हमें अधिक व्यावहारिक क्वांटम कंप्यूटर के करीब ला सकता है।”