کشف نوعی ابررسانای متفاوت که آینده رایانش کوانتومی را تغییر میدهد!

دانشمندان آلمانی از کشف نوعی ابررسانای متفاوت خبر داده‌اند؛ ماده‌ای که برخلاف تمام نمونه‌های شناخته‌شده، فقط روی سطح خود بدون مقاومت الکتریکی عمل می‌کند و در لبه‌هایش ذراتی اسرارآمیز به نام «مایورانا» شکل می‌گیرد؛ کشفی که می‌تواند آینده رایانش کوانتومی را متحول کند.

به گزارش مجله خبری نگار/ایمنا و به نقل از ساینس دیلی، پژوهشگران مؤسسه تحقیقات مواد جامد درسدن (IFW Dresden) و خوشه ممتاز تحقیقاتی ct.qmat موفق به شناسایی رفتاری کاملاً جدید در ماده‌ای به نام پلاتین–بیسموت–دو (PtBi₂) شده‌اند؛ رفتاری که بسیاری از فرضیات تثبیت‌شده فیزیک ابررسانایی را به چالش می‌کشد.

ابررسانا‌ها موادی هستند که در دما‌های پایین، جریان الکتریکی را بدون هیچ مقاومتی عبور می‌دهند، اما PtBi₂ از این قاعده پیروی نمی‌کند. در این ماده، تنها سطح بالایی و پایینی کریستال وارد فاز ابررسانایی می‌شوند، در حالی که بخش داخلی کاملاً فلزی و عادی باقی می‌ماند، دانشمندان این ساختار غیرمعمول را یک «ساندویچ ابررسانا» توصیف می‌کنند؛ پدیده‌ای که تاکنون در هیچ ماده‌ای به‌طور ذاتی مشاهده نشده است.

شگفتی اصلی زمانی آشکار شد که پژوهشگران الگوی جفت‌شدن الکترون‌ها روی سطح PtBi₂ را بررسی کردند. نتایج نشان داد الکترون‌ها در شش جهت مشخص جفت نمی‌شوند و ابررسانایی در آن مسیر‌ها از بین می‌رود، این الگوی شش‌جهته به‌طورکامل جدید است. در ابررسانا‌های معمول، جفت‌شدن الکترون‌ها مستقل از جهت حرکت رخ می‌دهد و حتی در ابررسانا‌های نامتعارف نیز معمولاً تقارن چهارجهته دیده می‌شود. PtBi₂ نخستین ماده‌ای است که چنین تقارن شش‌گانه‌ای را نشان می‌دهد.

تولد طبیعی ذرات مایورانا

اهمیت این کشف به همین‌جا ختم نمی‌شود. محاسبات نظری نشان می‌دهد که ابررسانایی توپولوژیک در PtBi₂ به‌طور خودکار باعث شکل‌گیری ذرات مایورانا در لبه‌های کریستال می‌شود؛ ذراتی که سال‌هاست فیزیک‌دانان به دنبال مشاهده پایدار آنها هستند، مایورانا‌ها گزینه‌ای کلیدی برای ساخت کیوبیت‌های مقاوم در برابر خطا در رایانه‌های کوانتومی محسوب می‌شوند. پژوهشگران معتقدند با ایجاد لبه‌ها یا پله‌های مصنوعی روی سطح این ماده، می‌توان تعداد زیادی از این ذرات را کنترل و مهندسی کرد.

گامی جدی به‌سوی فناوری کوانتومی

دانشمندان اکنون در حال بررسی راه‌هایی برای کنترل دقیق‌تر این پدیده هستند؛ از نازک‌سازی کریستال گرفته تا استفاده از میدان مغناطیسی برای جابه‌جایی مایورانا‌ها از لبه‌ها به گوشه‌ها. اگر این تلاش‌ها موفقیت‌آمیز باشد، PtBi₂ می‌تواند به یکی از مهم‌ترین بستر‌های سخت‌افزاری برای نسل بعدی فناوری‌های کوانتومی تبدیل شود.

لینک کپی شد

اشتراک‌ گذاری