لعدة عقود ، لم يتمكن العلماء من حل المشكلة مع تطوير الأجهزة الكمومية بسبب القيود في ظروف المختبر ، مما يجعل من غير العملي الاستخدام اليومي. لكن الآن قام الكيميائيون من معهد جورجيا التكنولوجي وجامعة ألاباما بحل يمكن أن يغير هذا.
قاموا بإنشاء بوليمر خاص – بلاستيك عالي التكنولوجيا ، وهو قادر على الاحتفاظ بحالات الكم في درجة حرارة الغرفة. يمكن لهذا الافتتاح ترجمة الأجهزة الكمومية من مختبرات متخصصة مباشرة إلى تقنيات حقيقية. يتم نشر نتائج عملهم في المجلة متقدم مواد.
كيف يعمل “البلاستيك الكمي”
بدلاً من البلورات الصلبة ، مثل كربيد الماس أو السيليكون ، استخدم العلماء الجزيئات الكيميائية. قاموا بجمع سلسلة مترافق من الكتل المتناوبة: مانح واحد (dytiensilol) ، المقبول الثاني (Tiadiazolochinoginin). يتيح مثل هذا الهيكل الإلكترونات غير الفنية التحرك بحرية على طول السلسلة ، مع الحفاظ على الحالات الكمومية الرقيقة.
الخطوة الخاصة هي إدخال ذرة السيليكون في كتلة مانحة ، والتي تلقِّل قليلاً سلسلة بوليمر. عادة ، يؤدي وضع الكثافة للسلاسل إلى تفاعلات قوية بين ظهورهم التي تدمر الحالات الكمومية. يقلل التواء السهل هذه التأثيرات غير المرغوب فيها ، مما يسمح للإلكترونات بالتفاعل “وفقًا لقواعد اللعبة”.
لا تسمح السلاسل الجانبية للهيدروكربون الطويلة للجزيئات بالالتصاق ببعضها البعض ، والمساعدة في حل المادة ودعم تماسك الإلكترونات على طول البوليمر بأكمله. تم تأكيد النمذجة والتجارب النظرية: تتصرف المادة كنظام واحد مع ظهورهم مستقر – حالة مماثلة لمكعبات الحالة الصلبة.
الاختبار في المختبر
في المختبر ، أجرى الفريق اختبارات مغناطيسية تؤكد وجود حالة رئيسية ثلاثية الثلاثة – عند بناء اثنين من الإلكترونات غير الفان في اتجاه واحد. أظهرت التحليل الطيفي للرنين المغنطيسي الإلكتروني (EPR) إشارات ضيقة ومتماثلة تشير إلى سلوك تدور مستقر. تحولت قيمة العامل G إلى 2.0 تقريبًا ، مما يشير إلى انخفاض مستوى الاضطرابات من العامل الرئيسي للبيئة-A CHEAN FORKING STUBLE CANTUM.
لاحظ الباحثون انفراجًا حقيقيًا عند قياس المدة التي تظل فيها حالات الكم – ظهور الإلكترونات – مستقرة. في درجة حرارة الغرفة ، كان وقت الاسترخاء لشبكة الدوران (T1) حوالي 44 ميكروثانية – وهذا يدل على مدى سرعة عودة ظهورهم إلى حالتها الأصلية بعد التعرض. كانت ذاكرة الطور (TM) حوالي 0.3 ميكروثانية – هذه هي الفترة التي يحتفظ خلالها ظهورهم بالتماسك ، أي أنها ليست “ثنائية” مع بعضها البعض.
هذه النتائج أفضل بالفعل مما كانت عليه في العديد من الأنظمة الجزيئية الأخرى ، والأهم من ذلك ، يتم تحقيقها دون استخدام درجات حرارة زائفة فائقة أو مصفوفات واقية خاصة ، والتي عادة ما تكون ضرورية للحفاظ على المعلومات الكمومية.
عندما تم تبريد البوليمر حتى 5.5 K (–267.65 درجة مئوية ، ولكن ليس الصفر المطلق) ، زاد T1 إلى 44 ميلي ثانية ، و TM لأكثر من 1.5 ميكروثانية. وبعبارة أخرى ، أصبحت ظهورهم أكثر استقرارًا وتناسقًا كميًا أطول ، وهو أمر مهم للغاية للحسابات الكمومية العملية.
أظهر الفريق أيضًا تذبذبات داء الكلب – القدرة على التحكم في حالات الدوران بمساعدة الموجات الدقيقة ، والتي هي أساس العمليات الكمومية.
قابلية التطبيق في التكنولوجيا
من المهم أن يتم تشكيل البوليمر في أفلام رقيقة ، تستخدم كنوع من أشباه الموصلات في الترانزستورات وإعادة استخدامها دون فقدان الخصائص. هذا يجعلها مناسبة للتكامل مع الإلكترونيات العادية ، والجمع بين الوظائف الكمومية والكلاسيكية.
يقول المؤلفون: “يوضح هذا العمل مقاربة جديدة بشكل أساسي للمكعبات العضوية ذات مستوى عالٍ من الدوران ، مما يوفر تحكمًا متماسكًا في حالة صلبة”.
وفقًا للعلماء ، فإن إمكانات التكنولوجيا الجديدة ضخمة: أجهزة الاستشعار الكمومية للبيئة اليومية ، وأجهزة FILM الرقيقة ذات القدرات الكمومية والمنصات القابلة للتطوير للبحث عن الحسابات الكمومية.
تنويه من موقع “بتوقيت بيروت”:
تم جلب هذا المحتوى بشكل آلي من المصدر:
naukatv.ru
بتاريخ: 2025-09-21 13:15:00.
الآراء والمعلومات الواردة في هذا المقال لا تعبر بالضرورة عن رأي موقع “بتوقيت بيروت”، والمسؤولية الكاملة تقع على عاتق المصدر الأصلي.
ملاحظة: قد يتم استخدام الترجمة الآلية في بعض الأحيان لتوفير هذا المحتوى.
ظهرت المقالة قام الكيميائيون بإنشاء مادة الكم دون الحاجة إلى Super -Nodiles أولاً على موقع بتوقيت بيروت.
