สารเคมีที่อยู่ในลูกเหม็นซึ่งเอาไว้ป้องกันเสื้อคลุมช่วงหน้าหนาวของคุณในตู้เสื้อผ้านั้นสามารถที่จะเป็นกุญแจสำคัญของระบบคอมพิวเตอร์แบบควอนตัมในอนาคตได้

ทีมวิจัยระดับนานาชาติซึ่งนำด้วยนักวิจัย ดร.Mohammad Choucair จากมหาวิทยาลัยซิดนีย์ ได้ใช้แนฟทาลีนเป็นจุดเริ่มต้นของการสร้างวัสดุคาร์บอนชนิดใหม่ขึ้นซึ่งทำให้ระบบคอมพิวเตอร์แบบควอนตัมสามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิห้อง

การทำงานที่อุณหภูมิห้องเหมาะสำหรับระบบคอมพิวเตอร์แบบควอนตัม ซึ่งในปัจจุบันนั้นจะทำงานที่อุณหภูมิติดลบซึ่งใกล้เคียงกับอุณหภูมิศูนย์องศาสมบูรณ์หรือประมาณ -273 องศาเซลเซียส

ดร.Choucair กล่าวว่า การค้นพบในครั้งนี้ถูกรายงานไว้ในวารสารระดับนานาชาติ Nature Communications ซึ่งเป็นการเปิดหนทางใหม่ให้กับระบบคอมพิวเตอร์แบบควอนตัมที่ใช้ในเชิงพาณิชย์ เขากล่าวว่าในขณะที่นักวิทยาศาสตร์สามารทำการใช้งานบางอย่างกับระบบคอมพิวเตอร์แบบควอนตัมที่อุณหภูมิสูงได้สำเร็จนั้น ก็ยังมีปัญหาเกิดขึ้นอยู่ซึ่งเกิดจากวัสดุที่จะนำมาใช้

“ในการที่จะให้ใช้งานได้จริงนั้น คุณต้องสามารถใช้งานมันได้ที่อุณหภูมิห้อง” เขากล่าว

“มันดูเหมือนไม่ใช่เรื่องจำเป็นที่จะใช้งานระบบคอมพิวเตอร์แบบควอนตัมที่อุณหภูมิห้อง แต่สำหรับการใช้งานจริงๆ แล้วนั้น พวกเราต้องการใช้งานมันที่สภาวะปกติ”

เขากล่าวว่า วัสดุชนิดใหม่นี้ถูกสร้างขึ้นจากการเผาแนฟทาลีน ไม่เพียงแต่จะแก้ปัญหาเกี่ยวกับอุณหภูมิของระบบคอมพิวเตอร์แบบควอนตัมแล้วนั้น มันยังแก้ปัญหาอื่นๆ อีกด้วย เช่น ความต้องการของวัสดุที่นำไฟฟ้าและสามารถมาประยุกต์รวมกับซิลิกอนได้

“สิ่งที่เราทำกับระบบคอมพิวเตอร์แบบควอนตัมคือ การลดอุปสรรคในการใช้งานโดยการสร้างวัสดุชนิดใหม่” ดร.Choucair กล่าว

เขากล่าวว่า สิ่งนี้ทำให้นักวิจัยจำนวนมากทำงานได้ในหลายสาขาและช่วยเพิ่มความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์อีกด้วย

ระบบคอมพิวเตอร์แบบควอนตัมบางชนิดขึ้นอยู่กับการหมุนของอิเล็กตรอนที่จะนำข้อมูลผ่านวัสดุออกมา

“ดังนั้นมันสำคัญมากที่จะทำให้แน่ใจได้ว่าการหมุนเหล่านั้นอยู่ได้นานพอที่จะผ่านกระบวนการสร้างข้อมูลออกมา”

ในแบบจำลองปัจจุบัน เวลาการหมุนของอิเล็กตรอนนั้นถูกยืดออกไปโดยการให้ความเย็นกับโครงสร้างผลึกที่มีความเป็นระเบียบด้วยอุณหภูมิที่ใกล้เคียงกับศูนย์องศาสมบูรณ์เพื่อทำการหยุดการสั่นระหว่างอะตอม ด้วยการใช้งานวัสดุชนิดใหม่นี้ ทีมวิจัยสามารถทำการยืดเวลาการหมุนของอิเล็กตรอนไปได้ถึง 175 นาโนวินาทีที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งยาวนานกว่าเดิมประมาณร้อยเท่าเมื่อเทียบกับวัสดุที่ทำมาจากกราฟีน

กุญแจสำคัญของวัสดุชนิดใหม่นี้คือ โครงสร้างที่ไม่เป็นระเบียบและมีลักษณะทรงกลมระดับนาโนเมตร

สิ่งนี้ทำให้เกิดการกระตุ้นให้มีการนำของอิเล็กตรอนจำนวนมากและทำให้มีระยะเวลาที่ยาวนานมากขึ้นเพื่อทำให้ระบบคอมพิวเตอร์แบบควอนตัมทำงานได้ที่อุณหภูมิห้อง

ทีมวิจัยกำลังทำงานเกี่ยวกับการสร้างระบบคอมพิวเตอร์แบบควอนตัมที่มีขนาดใหญ่ขึ้นที่ใช้วัสดุคาร์บอนชนิดใหม่นี้

ดร. Choucair กล่าวว่า คาร์บอนทรงกลมระดับนาโนเมตรสามารถถูกใช้ในสาขาอื่นๆ ได้ เช่น การรักษาทางการแพทย์ระดับนาโนเมตรและวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม

ที่มา:

http://www.abc.net.au/news/2016-07-18/moth-ball-chemical-overcomes-quantum-computing-hurdle/7638672?section=science