کاربن نانوٹوب کوانٹم بٹس کو گھومنے کے لیے مثالی گھر بناتا ہے۔

06 مارچ 2023 (نانورک نیوز) سائنسدان ایک صدی ماضی سے کوانٹم دائرے کے بارے میں متضاد دریافتوں کو مستقبل کی ٹیکنالوجیز میں تبدیل کرنے کے لیے بھرپور مقابلہ کر رہے ہیں۔ ان ٹیکنالوجیز میں بلڈنگ بلاک کوانٹم بٹ یا کوئبٹ ہے۔ کئی مختلف قسمیں تیار ہو رہی ہیں، جن میں وہ بھی شامل ہیں جو ہیرے اور سلیکون کے ہم آہنگ ڈھانچے میں نقائص کا استعمال کرتے ہیں۔ وہ ایک دن کمپیوٹنگ کو تبدیل کر سکتے ہیں، منشیات کی دریافت کو تیز کر سکتے ہیں، ناقابل استعمال نیٹ ورک تیار کر سکتے ہیں اور بہت کچھ۔ متعدد یونیورسٹیوں کے محققین کے ساتھ کام کرتے ہوئے، یو ایس ڈیپارٹمنٹ آف انرجی (DOE) Argonne نیشنل لیبارٹری کے سائنسدانوں نے ایک میزبان نانو میٹریل (فطرت، قدرت مواصلات, "ایک دیواروں والے کاربن نانوٹوبس میں طویل المدت الیکٹرانک سپن کوئبٹس")۔ ان کے ٹیسٹ کے نتائج نے ریکارڈ طویل ہم آہنگی کے اوقات کا انکشاف کیا - کسی بھی عملی کوبٹ کے لئے کلیدی خاصیت کیونکہ یہ کوانٹم آپریشنز کی تعداد کی وضاحت کرتا ہے جو کوبٹ کی زندگی میں انجام دیا جاسکتا ہے۔ کیمیکل طور پر تبدیل شدہ کاربن نانوٹوب کی فنکارانہ رینڈرنگ جس میں ایک گھومنے والے الیکٹران کو کوئبٹ کے طور پر رکھا گیا ہے۔ (تصویر: ارگون نیشنل لیبارٹری) الیکٹران کی ایک خاصیت ہوتی ہے جو ایک اہم فرق کے ساتھ، ایک ٹاپ کے گھماؤ کے مشابہ ہے۔ جب ٹاپس جگہ پر گھومتے ہیں، تو وہ دائیں یا بائیں گھوم سکتے ہیں۔ الیکٹران ایسا برتاؤ کر سکتے ہیں جیسے وہ ایک ہی وقت میں دونوں سمتوں میں گھوم رہے ہوں۔ یہ ایک کوانٹم خصوصیت ہے جسے سپرپوزیشن کہتے ہیں۔ ایک ہی وقت میں دو ریاستوں میں ہونا الیکٹران کو سپن کیوبٹس کے لیے اچھے امیدوار بناتا ہے۔ سپن کیوبٹس کو گھر، کنٹرول اور ان کا پتہ لگانے کے ساتھ ساتھ ان میں موجود معلومات کو پڑھنے کے لیے مناسب مواد کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس بات کو ذہن میں رکھتے ہوئے، ٹیم نے ایک ایسے نینو میٹریل کی چھان بین کرنے کا انتخاب کیا جو صرف کاربن ایٹموں سے بنایا گیا ہے، جس کی کھوکھلی نلی نما شکل ہے اور اس کی موٹائی صرف ایک نینو میٹر، یا ایک میٹر کا ایک اربواں حصہ ہے، جس کی چوڑائی سے تقریباً 100,000 گنا زیادہ پتلا ہے۔ انسانی بال. "یہ کاربن نانوٹوبس عام طور پر چند مائکرو میٹر لمبے ہوتے ہیں،" زیڈان ما نے کہا۔ "وہ زیادہ تر اتار چڑھاؤ والے جوہری گھماؤ سے پاک ہیں جو الیکٹران کے گھماؤ میں مداخلت کریں گے اور اس کے ہم آہنگی کے وقت کو کم کریں گے۔" Ma Argonne's Center for Nanoscale Materials (CNM) میں ایک سائنسدان ہے، جو DOE آفس آف سائنس صارف سہولت ہے۔ وہ شکاگو یونیورسٹی کے پرٹزکر سکول آف مالیکیولر انجینئرنگ اور نارتھ ویسٹرن یونیورسٹی میں نارتھ ویسٹرن-ارگون انسٹی ٹیوٹ آف سائنس اینڈ انجینئرنگ میں بھی تقرری کرتی ہیں۔ ٹیم کو جس مسئلہ کا سامنا کرنا پڑا وہ یہ ہے۔ کاربن نانٹوبس خود ایک جگہ پر گھومنے والے الیکٹران کو برقرار نہیں رکھ سکتا۔ یہ نینو ٹیوب کے گرد گھومتا ہے۔ ماضی کے محققین نے ان کے درمیان گھومنے والے الیکٹران کو محدود کرنے کے لیے الگ الگ الیکٹروڈ نینو میٹر داخل کیے ہیں۔ لیکن یہ انتظام بہت بڑا، مہنگا اور پیمانہ بڑھانا مشکل ہے۔ موجودہ ٹیم نے الیکٹران کو محدود کرنے کے لیے الیکٹروڈ یا دیگر نانوسکل آلات کی ضرورت کو ختم کرنے کا ایک طریقہ وضع کیا۔ اس کے بجائے، وہ کیمیائی طور پر کاربن نانوٹوب میں جوہری ڈھانچے کو اس طرح تبدیل کرتے ہیں جو گھومنے والے الیکٹران کو ایک جگہ پر پھنسا دیتا ہے۔ کیمیا دان جیا شیانگ چن نے کہا کہ "ہماری تسکین کے لیے، ہمارا کیمیائی ترمیم کا طریقہ کاربن نانوٹوب میں ایک ناقابل یقین حد تک مستحکم اسپن کوئبٹ تخلیق کرتا ہے۔" چن نارتھ ویسٹرن یونیورسٹی میں سنٹر فار مالیکیولر کوانٹم ٹرانسڈکشن میں CNM اور پوسٹ ڈاکیٹرل اسکالر دونوں کا رکن ہے۔ ٹیم کے ٹیسٹ کے نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ دوسرے ذرائع سے بنائے گئے سسٹمز کے مقابلے میں ریکارڈ طویل ہم آہنگی کے اوقات - 10 مائیکرو سیکنڈ۔ ان کے چھوٹے سائز کو دیکھتے ہوئے، ٹیم کے اسپن کوبٹ پلیٹ فارم کو کوانٹم آلات میں زیادہ آسانی سے ضم کیا جا سکتا ہے اور کوانٹم معلومات کو پڑھنے کے بہت سے ممکنہ طریقوں کی اجازت دیتا ہے۔ اس کے علاوہ، کاربن ٹیوبیں بہت لچکدار ہیں اور ان کی کمپن کو qubit سے معلومات کو ذخیرہ کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ما نے کہا، "کاربن نانوٹوب میں ہمارے اسپن کوبٹ سے لے کر عملی ٹیکنالوجی تک یہ ایک طویل راستہ ہے، لیکن یہ اس سمت میں ایک بڑا ابتدائی قدم ہے۔"

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو بلاک چین۔ Web3 Metaverse Intelligence. علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62511.php