কোয়ান্টাম বিন্দুতে ইলেক্ট্রন-হোল প্রতিসাম্য কোয়ান্টাম কম্পিউটিং-এর প্রতিশ্রুতি দেখায় - পদার্থবিজ্ঞান বিশ্ব

কোয়ান্টাম কম্পিউটিংকে উপকৃত করতে পারে এমন বেশ কয়েকটি অনন্য ঘটনা বিলেয়ার গ্রাফিন থেকে তৈরি কোয়ান্টাম ডটগুলিতে পরিলক্ষিত হয়েছে। গবেষণাটি করা হয়েছিল ক্রিস্টোফ স্ট্যাম্পফার আরডব্লিউটিএইচ আচেন ইউনিভার্সিটিতে এবং জার্মানি এবং জাপানের সহকর্মীরা, যারা দেখিয়েছেন কীভাবে কাঠামোটি একটি স্তরে একটি ইলেক্ট্রন এবং অন্যটিতে একটি গর্ত রাখতে পারে। আরও কী, এই দুটি সত্তার কোয়ান্টাম স্পিন অবস্থা একে অপরের নিখুঁত আয়নার কাছাকাছি।

একটি কোয়ান্টাম ডট ইলেকট্রনিক বৈশিষ্ট্য সহ সেমিকন্ডাক্টরের একটি ক্ষুদ্র অংশ যা একটি বাল্ক উপাদানের চেয়ে একটি পরমাণুর মতো। উদাহরণস্বরূপ, একটি কোয়ান্টাম ডটে একটি ইলেকট্রন কোয়ান্টাইজড শক্তি স্তরের একটি সিরিজে উত্তেজিত হয় - অনেকটা একটি পরমাণুর মতো। এটি একটি প্রচলিত কঠিন থেকে ভিন্ন, যেখানে ইলেকট্রন একটি পরিবাহী ব্যান্ডে উত্তেজিত হয়। এই পরমাণুর মতো আচরণটি কোয়ান্টাম ডটের আকার এবং আকৃতি সামঞ্জস্য করে সূক্ষ্ম সুর করা যেতে পারে।

গ্রাফিনের ক্ষুদ্র টুকরা ব্যবহার করে একটি কোয়ান্টাম ডট তৈরি করা যেতে পারে, যা কার্বনের একটি শীট মাত্র এক পরমাণু পুরু। এই ধরনের কোয়ান্টাম ডটগুলি গ্রাফিনের একটি শীট, দুটি শীট (বিলেয়ার গ্রাফিন) বা আরও বেশি দিয়ে তৈরি করা যেতে পারে।

আকর্ষণীয় স্পিন qubits

গ্রাফিন কোয়ান্টাম ডটগুলির একটি প্রতিশ্রুতিশীল প্রয়োগ হল কোয়ান্টাম বিট (কুবিট) তৈরি করা যা ইলেকট্রনের স্পিন অবস্থায় কোয়ান্টাম তথ্য সংরক্ষণ করে। স্ট্যাম্পফার যেমন ব্যাখ্যা করেছেন, গ্রাফিন কোয়ান্টাম বিন্দুর বিকাশ কোয়ান্টাম কম্পিউটারের বিকাশের জন্য গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব ফেলে। "গ্রাফিন কোয়ান্টাম বিন্দু, 2007 সালে প্রথম স্বীকৃত, স্পিন কিউবিটগুলির জন্য আকর্ষণীয় হোস্ট হিসাবে আবির্ভূত হয়েছিল, যা দীর্ঘ-পরিসরের সংযোগের সুবিধার্থে ইলেক্ট্রন এবং গর্ত কোয়ান্টাম বিন্দু উভয়কেই নিয়োগ করতে পারে," তিনি বলেছেন। ছিদ্র হল কণার মতো সত্তা যা একটি অর্ধপরিবাহীতে তৈরি হয় যখন একটি ইলেকট্রন উত্তেজিত হয়। "এই অগ্রগতি একটি প্রতিশ্রুতিবদ্ধ কোয়ান্টাম কম্পিউটিং প্ল্যাটফর্মের ভিত্তি স্থাপন করেছে যা সলিড-স্টেট স্পিন কিউবিটগুলির উপর ভিত্তি করে," তিনি যোগ করেন।

এখন, স্ট্যাম্পফার এবং সহকর্মীরা বিলেয়ার গ্রাফিন থেকে কোয়ান্টাম ডট তৈরি করে ধারণাটিকে আরও এগিয়ে দিয়েছে। এখানে, প্রতিটি গ্রাফিন স্তর একটি পৃথক কোয়ান্টাম ডট হিসাবে কাজ করে, তবে অন্যান্য স্তরে এর প্রতিরূপের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে যোগাযোগ করে।

বিলেয়ার গ্রাফিন ইলেকট্রন এবং গর্তকে আটকাতে পারে যখন তাদের জুড়ে একটি বাহ্যিক ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয় - একটি অনন্য গেট গঠন তৈরি করে। বিলেয়ার গ্রাফিনের আণবিক গঠনে ব্যাধি কমানোর সাম্প্রতিক প্রচেষ্টার পর, স্ট্যাম্পফারের দল এখন গবেষণার এই লাইনে একটি নতুন মাইলফলক পৌঁছেছে।

গেট টিউনযোগ্যতা

"2018 সালে, এই পদ্ধতিটি প্রথমে একক চার্জ ক্যারিয়ারকে সীমাবদ্ধ করার জন্য বিলেয়ার গ্রাফিনে অনন্য বৈদ্যুতিক-ক্ষেত্র-প্ররোচিত ব্যান্ড ব্যবধানকে সম্পূর্ণরূপে ব্যবহার করা সম্ভব করেছিল," স্ট্যাম্পফার ব্যাখ্যা করেন। "গেট টিউনেবিলিটি আরও উন্নত করে, এখন কোয়ান্টাম ডট ডিভাইসগুলি তৈরি করা সম্ভব যা সিলিকন, জার্মেনিয়াম বা গ্যালিয়াম আর্সেনাইড সহ কোয়ান্টাম ডট উপকরণগুলিতে যা করা যেতে পারে তার বাইরে যায়।"

বাইলেয়ার স্ট্রাকচারের একটি প্রধান সুবিধা হল কোয়ান্টাম ডটের ইলেক্ট্রন এবং গর্তের স্পিন স্টেটের বৈশিষ্ট্য। তাদের পরীক্ষা-নিরীক্ষার মাধ্যমে, দলটি আবিষ্কার করেছে যে গ্রাফিন স্তরগুলির একটিতে পৃথক ইলেকট্রন এবং গর্তের অবস্থাগুলি অন্য স্তরে পাওয়া জোড়ায় প্রায় পুরোপুরি প্রতিফলিত।

"আমরা দেখাই যে বাইলেয়ার গ্রাফিন ইলেক্ট্রন-হোল ডবল কোয়ান্টাম বিন্দুগুলির একটি প্রায় নিখুঁত কণা-গর্ত প্রতিসাম্য রয়েছে," স্ট্যাম্পফার চালিয়ে যান। "এটি বিপরীত কোয়ান্টাম সংখ্যার সাথে একক ইলেক্ট্রন-গর্ত জোড়া তৈরি এবং ধ্বংসের মাধ্যমে পরিবহনের অনুমতি দেয়।"

উচ্চ-মানের বাইলেয়ার গ্রাফিন বড় হয়

এই ফলাফলগুলি কোয়ান্টাম কম্পিউটিং সিস্টেমগুলির জন্য গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব থাকতে পারে যা ইলেক্ট্রন-স্পিন কিউবিট ব্যবহার করে। এর কারণ হল এই ধরনের কিউবিটগুলিকে দীর্ঘ দূরত্বে একসাথে জোড়া দেওয়া সম্ভব হবে, যখন তাদের স্পিন প্রতিসম অবস্থাগুলি আরও নির্ভরযোগ্যভাবে পড়ুন। এটি শেষ পর্যন্ত কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলিকে বিদ্যমান ডিজাইনের তুলনায় অনেক বেশি পরিমাপযোগ্য, পরিশীলিত এবং ত্রুটি প্রতিরোধী হতে সক্ষম করতে পারে।

স্ট্যাম্পফারের দল কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এর বাইরেও অনেক সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশন কল্পনা করে। ভবিষ্যদ্বাণী করা যে কিভাবে বাইলেয়ার গ্রাফিন কোয়ান্টাম ডট টেরাহার্টজ তরঙ্গের জন্য ন্যানোস্কেল ডিটেক্টরের জন্য একটি ভিত্তি প্রদান করতে পারে এবং এমনকি কণার জোড়া জোড়ার দক্ষ উত্স তৈরি করতে সুপারকন্ডাক্টরের সাথে মিলিত হতে পারে।

তাদের ভবিষ্যত গবেষণার মাধ্যমে, গবেষকরা এখন বিলেয়ার গ্রাফিন কোয়ান্টাম বিন্দুর ক্ষমতার গভীরে অনুসন্ধান করার লক্ষ্য রাখবেন; সম্ভাব্যভাবে কোয়ান্টাম প্রযুক্তিতে তাদের ব্যাপক প্রয়োগকে এক ধাপ কাছাকাছি নিয়ে আসছে।

গবেষণায় বর্ণনা করা হয়েছে প্রকৃতি.

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• ইভিএম ফাইন্যান্স। বিকেন্দ্রীভূত অর্থের জন্য ইউনিফাইড ইন্টারফেস। এখানে প্রবেশ করুন.
• কোয়ান্টাম মিডিয়া গ্রুপ। IR/PR প্রশস্ত। এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ডেটা ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://physicsworld.com/a/electron-hole-symmetry-in-quantum-dots-shows-promise-for-quantum-computing/