‍ #فیزیک_کوانتوم

تکنیک تولید بهبودیافته، راه را برای دستگاه‌های کوانتومی بهتر هموار می‌کند


فیزیکدانان و مهندسان، روشی را برای تشخیص و رفع نقایص مواد برای یکی از امیدوار‌کننده‌ترین فناوری‌ها در محاسبات کوانتومی تجاری یافته‌اند. گروهی از دانشگاه کوئینزلند، به توسعه‌ی تدابیر و بهینه سازی پروتکل‌ها در تکنیک‌های متداول برای ساخت مدار‌های ابر‌رسانایی بر روی تراشه‌های سیلیسیمی پرداختند.
این گروه پی بردند که نقایص ایجاد‌شده در حین ساخت، کارایی این مدار‌ها را کاهش می‌دهد. آنها می‌گویندمدار‌های کوانتومی ابر‌رسانایی، مورد توجه غول‌های صنعتی همچون گوگل و آی‌بی‌ام هستند اماوا‌همدوسی یعنی پدیده‌ای که باعث اتلاف اطلاعات می‌شود، مانع کاربرد‌های گسترده‌ی آن است. اساسا وا‌همدوسی، ناشی از برهم‌کنش‌های این مدار ابر‌رسانایی با تراشه‌ی سیلیسیمییک مسئله‌ی فیزیکی و نیز به خاطر نقایص ایجاد‌شده در مواد در حین تولید (یک مسئله‌ی مهندسی می‌باشد. بنابراین، ما برای یافتن یک راه حل، به فیزیکدانان و مهندسان نیاز داشتیم.
این گروه از روشی موسوم به ریزبینی نوری میدان نزدیک روبشی ترا‌هرتز (THz SNOM) استفاده کردند که یک میکروسکوپ نیروی اتمی ادغام شده با یک منبع نور ترا‌هرتز و یک آشکار‌ساز است. این امر، ترکیبی از وضوح فضایی بالا که موجب مشاهده‌ی اشیایی در حد ویروس‌ها می‌شود و نیز اندازه گیری‌های طیف‌سنجی موضعی را فراهم می‌کند. به گفته‌ی محققان، این تکنیک با متمرکز کردن نور به یک نوک فلزی، کاوش در مقیاس نانو را به جای مقیاس بزرگ امکان‌پذیر می‌سازد.
محققان می‌گوینداین امر برای ما راه جدیدی را برای فهمیدن محل قرار‌گیری نقایص مهیا می‌کند تا بتوانیم وا‌همدوسی و میزان تلفات را در دستگاه‌های کوانتومی ابر‌رسانایی کاهش دهیم. ما متوجه شدیم که دستورالعمل‌هایی که معمولا برای ساخت استفاده می‌شوند به طور نا‌خواسته نقایصی را در این تراشه‌های سیلیسیمی تولید می‌کنند که در ایجاد وا‌همدوسی نقش دارند. ما همچنین نشان دادیم که عملیات بهبود سطح می‌تواند این نقایص را کاهش دهد که این امر به نوبه‌ی خود، منجر به کاهش تلفات در این مدار‌های کوانتومی ابر‌رسانایی می‌شود.

به گفته‌ی محققان، این امر به آنها اجازه داد تا در این فرآیند، محل ایجاد نقص را مشخص و برای رفع آنها، پروتکل‌های ساخت را بهینه کنند. آ‌ن‌ها می‌گویندروش ما امکانی را فراهم می‌کند تا بتوان یک دستگاه را چندین بار کاوش کرد، بر‌عکس روش‌های دیگر که اغلب نیاز دارند تا این دستگاه‌ها هر بار قبل از کاوش شدن، باز شوند نتایج این گروه، مسیری را به سوی بهبود دستگاه‌های ابر‌رسانایی، برای استفاده در کاربرد‌های محاسبات کوانتومی مهیا می‌کند.
در آینده، SNOM ترا‌هرتز می‌تواند برای تعریف روش‌های جدید بهبود کارکرد دستگاه‌های کوانتومی و تجمیع آنها در قالب یک کامپیوتر کوانتومی مناسب مورد استفاده قرار گیرد. این نتایج در مجله‌ی Applied Physics Letters منتشر شده است.

#مـترجـم_zheen
گردآوری آریوس راد

#منــبـع
https://phys.org/news/2021-09-fabrication-technique-paves-quantum-devices.html