به نقل از «ایران اکونومیست»

ابداع مواد مغناطیسی جدید برای توسعه رایانش کوانتومی

تاریخ انتشار: ۲۸ شهریور ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۸۷۱۴۵۶۴

فیزیکدانان مواد مغناطیسی جدیدی را برای آزادسازی پتانسیل رایانش کوانتومی ایجاد می‌کنند.

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از اس‌ای، رفتار کوانتومی یک چیز عجیب و شکننده است که در لبه‌ی واقعیت، میان دنیای امکان و جهان مطلق معلق است. در این فضای مه‌آلود ریاضیاتی، پتانسیل رایانش کوانتومی نهفته است که توسعه دستگاه‌هایی را نوید می‌دهد که می‌توانند الگوریتم‌هایی را که پردازش آنها توسط رایانه‌های کلاسیک بیش از حد طول می‌کشد، به سرعت پردازش کنند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

در حال حاضر، رایانه‌های کوانتومی در اتاق‌های خنک نزدیک به دمای صفر مطلق(منفی ۲۷۳ درجه سانتی‌گراد) مستقر می‌شوند، چرا که در آن، ذرات به ندرت از حالت‌های کوانتومی بحرانی خود خارج می‌شوند.

شکستن مانع دما برای توسعه موادی که خواص کوانتومی در دمای اتاق از خود نشان می‌دهند، مدت‌هاست که هدف رایانش کوانتومی است. اگرچه دماهای پایین به حفظ خواص ذرات کمک می‌کنند، اما حجم زیاد و هزینه تجهیزات، پتانسیل و توانایی آنها را برای افزایش مقیاس و استفاده عمومی محدود می‌کند.

اکنون در یکی از جدیدترین تلاش‌ها، گروهی از پژوهشگران دانشگاه تگزاس ال پاسو، یک ماده رایانش کوانتومی بسیار مغناطیسی ساخته‌اند که مغناطیس خود را در دمای اتاق حفظ می‌کند و حاوی مواد معدنی کمیاب خاکی با تقاضای بالا نیز نیست.

احمد الجندی، نویسنده ارشد و فیزیکدان دانشگاه تگزاس ال پاسو می‌گوید: من واقعاً به مغناطیسی بودن آن شک داشتم، اما نتایج ما به وضوح رفتار ابرپارامغناطیس را نشان می‌دهد.

ابرپارامغناطیس(Superparamagnetism) یک شکل قابل کنترل از مغناطیس است که به موجب آن اعمال یک میدان مغناطیسی خارجی، گشتاورهای مغناطیسی یک ماده را تراز و آن را مغناطیسی می‌کند.

خاصیت پارامغناطیس خاصیتی است که در آن ماده، پذیرفتاری مغناطیسی مثبت اما کم دارد و در نتیجه الکترون‌های جفت نشده باعث تشدید میدان مغناطیسی در محیط دور و اطراف می‌گردند.

پارامغناطیس شکلی از خاصیت مغناطیسی مواد است که به واسطه آن برخی از مواد به وسیله میدان خارجی اعمال شده جذب می‌شوند. مواد پارامغناطیس شامل بیشتر عناصر شیمیایی و برخی از ترکیبات می‌شوند. آنها تراوایی مغناطیسی نسبی بزرگ‌تر یا مساوی با یک دارند و از همین رو توسط میدان مغناطیسی جذب می‌شوند. این مواد که به مقدار اندکی توسط یک میدان مغناطیسی جذب می‌شوند، پس از قطع میدان، حالت مغناطیسی خود را حفظ نمی‌کنند، زیرا با قطع میدان حرکت گرمایی موجب جهت‌گیری تصادفی اسپین‌ها می‌شود.

ویژگی‌های پارامغناطیس به دلیل وجود برخی از الکترون‌های جفت نشده و آرایش جدید مسیرهای الکترونی است که به دلیل میدان مغناطیسی خارجی به وجود می‌آیند.

آهنرباهای مولکولی مانند مواد توسعه یافته توسط الجندی و همکارانش به عنوان یکی از گزینه‌های ایجاد کیوبیت که واحد اصلی اطلاعات کوانتومی است، به میدان آمده‌اند.

آهنرباها در رایانه‌های فعلی ما نیز استفاده می‌شوند و در راس اسپینترونیک -دستگاه‌هایی که از جهت اسپین الکترون علاوه بر بار الکترونیکی آن برای رمزگذاری داده‌ها استفاده می‌کنند- قرار دارند.

رایانه‌های کوانتومی با مواد مغناطیسی که باعث ایجاد کیوبیت‌های اسپینی -جفت‌هایی از ذرات مانند الکترون‌ها که اسپین‌های جهت‌شان، هرچند لحظه‌ای، در سطح کوانتومی به هم مرتبط هستند- می‌شوند، می‌توانند در جایگاه بعدی قرار گیرند.

الجندی و همکارانش با آگاهی از تقاضا برای مواد معدنی کمیاب خاکی که در باتری‌ها استفاده می‌شوند، مخلوطی از مواد شناخته شده آمینوفروسن(aminoferrocene) و گرافن را آزمایش کردند.

تنها زمانی که پژوهشگران به جای افزودن همه اجزای مرکب به یک‌باره، مواد را در یک دنباله از مراحل ترکیب کردند، ماده، مغناطیسی بودن خود را در دمای اتاق نشان داد.

پژوهشگران ترکیب متوالی آمینوفروسن را بین دو ورقه اکسید گرافن قرار دادند و ماده‌ای ۱۰۰ برابر مغناطیسی‌تر از آهن خالص تولید کردند. سپس آزمایش‌های بیشتر تأیید کرد که این ماده خواص مغناطیسی خود را در دمای اتاق و بالاتر از آن نیز حفظ می‌کند.

الجندی و همکارانش در مقاله منتشر شده خود می‌نویسند: این یافته‌ها مسیرهای تازه‌ای را برای آهنرباهای مولکولی مرتبه دوربرد در دمای اتاق و پتانسیل آنها برای رایانش کوانتومی و کاربردهای ذخیره‌سازی داده باز می‌کند.

البته آزمایش‌های بیشتری روی این ماده جدید مورد نیاز است تا ببینیم آیا این نتایج در گروه‌های دیگر تکرار می‌شود یا خیر. اما پیشرفت در این زمینه از آهنرباهای مولکولی دلگرم کننده است و گزینه امیدوارکننده دیگری برای ایجاد کیوبیت‌های پایدار ارائه می‌دهد.

در سال ۲۰۱۹، یوجینو کورونادو دانشمند مواد در دانشگاه والنسیا در اسپانیا نوشت: نقاط عطف به دست آمده در طراحی کیوبیت‌های اسپین مولکولی با زمان انسجام کوانتومی طولانی و در اجرای عملیات کوانتومی، انتظارات را برای استفاده از کیوبیت‌های اسپین مولکولی در رایانش کوانتومی افزایش داده است.

ضمن اینکه در سال ۲۰۲۱، پژوهشگران یک ماده مغناطیسی بسیار نازک با ضخامت یک اتم را توسعه دادند که نه تنها می‌توان شدت مغناطیسی آن را برای اهداف رایانش کوانتومی تنظیم کرد، بلکه در دمای اتاق نیز کار می‌کند.

این مطالعه جدید در مجله Applied Physics Letters منتشر شده است.

 

منبع: خبرگزاری ایسنا برچسب ها: رایانش کوانتومی ، عصر کوانتوم

منبع: ایران اکونومیست

کلیدواژه: رایانش کوانتومی رایانش کوانتومی میدان مغناطیسی دمای اتاق

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت iraneconomist.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایران اکونومیست» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۸۷۱۴۵۶۴ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

هشدار به کسانی که هر روز پنیر میخورند

خوراکی پنیر در تمام انواع و شکل ها خوشمزه به نظر می رسد و احتمالاً شما حداقل یک نوع از آن را بیشتر می پسندید اما به نظرتان آیا مصرف روزانه پنیر خطرناک است و نباید این عادت را داشته باشیم؟ 

هشدار به کسانی که هر روز پنیر میخورن نوع پنیر، میزان مصرف در طول روز و مشکلات جسمانی فرد می تواند تعیین کند که او چقدر می تواند از این ماده استفاده کند‌‌. اگر عدم تحمل لاکتوز دارید،‌ نباید خیلی پنیر بخورید، مخصوصاً پنیرهایی که لاکتوز بالایی دارند. اگر بیماری قلبی دارید، بهتر است پنیر را نادیده بگیرید و از پنیر هایی استفاده کنید که سدیم خیلی پایین و چربی خیلی کمی دارند. پنیر متشکل از پروتئین، ویتامین و مواد معدنی است‌؛ بنابراین حتماً آن را به طور متعادل در رژیم غذایی خود جای دهید اما هر ماده غذایی در صورتی که زیاد استفاده شود، معایبی هم دارد. فواید مصرف پنیر به شکل و میزان صحیح

به گزارش نمناک، علاوه بر آنچه در مطلب خواص پنیر خواندید، خوردن پنیر میتواند به چند دلیل برای شما مفید باشد:

رساندن پروتئین به بدن

در هر وعده پنیر بین 5 تا 7 گرم پروتئین وجود دارد. در صورتی که یک تخم مرغ 6 گرم پروتئین دارد و این موضوع نشان می‌ دهد که پنیر تا چه حد پروتئین بالایی دارد و مهمتر از همه این که مواد مغذی آن زیاد است و شما را سیر نگه می دارد.

افزایش کلسیم بدن

یک قاچ از پنیر تقریباً 150 الی 300 میلی‌ گرم کلسیم دارد و اکثر افراد با استفاده از پنیر؛ کلسیم بدن خود را تامین می‌ کنند و در نتیجه می توانید بفهمید که این ماده چقدر خاصیت دارد و می تواند برای سلامت استخوان هایتان مفید باشد.

تامین ویتامین، مواد معدنی و پروبیوتیک

اصلا نباید تعجب کنید، زیرا پنیر حاوی مقدار زیادی ویتامین آ است که نه تنها برای سلامت چشم اهمیت دارد، بلکه خواص آنتی اکسیدانی هم دارد. همچنین ویتامین ب 12 به عنوان یک ماده کلیدی در آن وجود دارد و حاوی فسفر است که به رشد عضلانی می پردازد و وضعیت بدن شما را بهبود می‌ بخشد‌. مهم تر از همه اینکه پروبیوتیک نیز دارد‌.

در دسترس بودن

بله شما می توانید پنیر را داخل یک تکه نان بگذارید و با خودتان هر جایی همراه کنید، حتی می توانید با سبزیجات هم آن را استفاده کنید و در نتیجه سرو کردن آن اصلاً کار سختی نیست و همیشه در دسترس می باشد.

مناسب برای بعضی از افراد مبتلا به عدم تحمل لاکتوز

در بالا اشاره کردیم کسانی که به لاکتوز مقاومت دارند یا به عدم تحمل لاکتوز دچار هستند، باید پنیری را استفاده کنند که لاکتوز پایینی دارد. به عنوان مثال پنیر پارمسان، سوئیسی و چدار جزو گزینه ‌هایی هستند که لاکتوز کمی دارند. حتی پنیر موزارلا و یا پنیر شیر بز هم لاکتوز کمی نسبت به پنیر شیر گاو دارد. پس این افراد هم خیلی در استفاده کردن پنیر محدودیت ندارند، زیرا پنیر ها خیلی متنوع هستند.

معایب مصرف روزانه پنیر

خوردن زیاد پنیر مضراتی برای شما به همراه دارد:

وارد کردن مقدار زیادی سدیم به بدن

یک قاچ از پنیر 450 میلی گرم سدیم دارد و‌ در نتیجه این مقدار بسیار بالاست و باید مراقب باشید که خیلی در مصرف آن زیاده روی نکنید، زیرا اگر سدیم بالا برود، احتمال ابتلا به مشکلات جسمانی از جمله مشکلات قلبی بالاتر خواهد رفت‌.

وارد کردن مقدار زیادی چربی اشباع شده

چربی اشباع شده چربی است که نباید در مصرف آن زیاده ‌روی کنید. اما اگر هر روز پنیر بخورید، احتمال اینکه این ماده در بدن تان خیلی زیاد شود، افزایش پیدا می‌ کند و این موضوع اصلا خوب نیست.

چگونه به شکل سالم به صورت روزانه پنیر مصرف کنیم؟

اگر عادت به خوردن هر روز پنیر دارید به نکات زیر توجه کنید:

پنیر با لاکتوز پایین

اگر مطمئن باشید پنیری که استفاده می کنید، لاکتوز پایینی دارد احتمالاً مشکلی پیش نمی آید و این برای افرادی که عدم تحمل لاکتوز را دارند هم مناسب است.

مصرف نکردن پنیر خام

مصرف پنیر خام توسط بعضی افراد محدود می‌ شود، زیرا پاستوریزه نیست و پاتوژن های مضر آن کشته نشده و باعث ایجاد بیماری‌ های جدی می شود اما باید به این موضوع توجه داشته باشید که مصرف پنیر خام برای خانم های باردار یا هر کسی که سیستم ایمنی ضعیفی دارد و به بیماری مزمن مبتلاست، باید محدود شود و این اجباری است.

مصرف نکردن پنیر خامه‌ای

پنیر خامه ‌ای بیشترین حد چربی را دارد. پروتئین و کلسیم بالایی ندارد و بنابراین بهتر است که آن را استفاده نکنید.

پنیر وگان

پنیر وگان گزینه خوبی است اما به اندازه کافی مواد مغذی را به اندازه پنیر های دیگر به بدن شما نمی رساند و این که چربی اشباع بالایی دارد. به طور مثال؛ در این نوع پنیرها از روغن نارگیل به مقدار زیادی استفاده کرده اند. اگر آن را به طور منظم مصرف کنید، پروتئین و کلسیم به بدنتان می رسد اما از دیگر مواد مغذی محروم خواهید بود.

کانال عصر ایران در تلگرام