نیا بولومیٹر بہتر کرائیوجینک کوانٹم ٹیکنالوجیز - فزکس ورلڈ کا باعث بن سکتا ہے۔

ایک نئی قسم کا بولومیٹر جو مائیکرو ویو فریکوئنسی کی ایک وسیع رینج کا احاطہ کرتا ہے فن لینڈ کے محققین نے بنایا ہے۔ یہ کام ٹیم کی پچھلی تحقیق پر مبنی ہے اور نئی تکنیک ممکنہ طور پر پس منظر کے شور کے ذرائع کو نمایاں کر سکتی ہے اور اس طرح کوانٹم ٹیکنالوجیز کے لیے ضروری کرائیوجینک ماحول کو بہتر بنانے میں مدد کر سکتی ہے۔

ایک بولومیٹر ایک ایسا آلہ ہے جو چمکتی ہوئی حرارت کی پیمائش کرتا ہے۔ آلات 140 سالوں سے موجود ہیں اور تصوراتی طور پر سادہ آلات ہیں۔ وہ ایک ایسا عنصر استعمال کرتے ہیں جو برقی مقناطیسی سپیکٹرم کے مخصوص علاقے میں تابکاری جذب کرتا ہے۔ اس کی وجہ سے آلہ گرم ہو جاتا ہے، جس کے نتیجے میں پیرامیٹر میں تبدیلی آتی ہے جس کی پیمائش کی جا سکتی ہے۔

بولومیٹر نے ذرہ طبیعیات سے لے کر فلکیات اور سیکیورٹی اسکریننگ تک کی ایپلی کیشنز تلاش کی ہیں۔ 2019 میں Mikko Möttönen فن لینڈ میں آلٹو یونیورسٹی کے اور ساتھیوں نے ایک نیا انتہائی چھوٹا، انتہائی کم شور والا بولومیٹر تیار کیا جس میں ایک عام گولڈ پیلیڈیم نانوائر کے ساتھ مل کر سپر کنڈکٹنگ حصوں کی ایک سیریز سے بنا مائکروویو ریزونیٹر پر مشتمل ہے۔ انہوں نے محسوس کیا کہ جب بولومیٹر کو گرم کیا گیا تو ریزونیٹر فریکوئنسی گر گئی۔

qubits کی پیمائش

2020 میں، ایک ہی گروپ گرافین کے لیے عام دھات کو تبدیل کیا۔، جس کی تھرمل صلاحیت بہت کم ہے اور اس طرح درجہ حرارت کی تبدیلیوں کو 100 گنا تیزی سے ناپنا چاہئے۔ نتیجہ انفرادی سپر کنڈکٹنگ کوانٹم بٹس (کوبٹس) کی حالتوں کی پیمائش کرنے کے لئے استعمال ہونے والی موجودہ ٹیکنالوجیز کے مقابلے میں فوائد حاصل کرسکتا ہے۔

تاہم، سپر کنڈکٹنگ کوئبٹس، تھرمل فوٹون کے کلاسیکی شور کا شکار ہیں، اور کوانٹم ٹیکنالوجی کمپنی کے محققین کے ساتھ مل کر موٹنن اور ساتھیوں کے نئے کام میں بلیوفورساس سے نمٹنے کے لیے نکلے۔ گرافین بولومیٹر ایک واحد کوبٹ کو سینس کرنے پر توجہ مرکوز کرتا ہے، اور اس کی حالت کا تعین کرنے کے لیے جتنی جلدی ممکن ہو، متعلقہ پاور لیول کی پیمائش کرتا ہے۔ تاہم، اس تازہ ترین کام میں، محققین تمام ذرائع سے شور تلاش کر رہے تھے، لہذا انہیں براڈ بینڈ جذب کرنے والے کی ضرورت تھی۔ انہیں مطلق طاقت کی پیمائش کرنے کی بھی ضرورت تھی، جس کے لیے بولومیٹر کی انشانکن کی ضرورت ہوتی ہے۔

ٹیم نے اپنے تجربات میں جس ایپلی کیشن کا مظاہرہ کیا ان میں سے ایک کمرے کے درجہ حرارت کے اجزاء سے کم درجہ حرارت والے اجزاء تک چلنے والی کیبلز میں مائکروویو کے نقصان اور شور کی پیمائش تھی۔ اس سے پہلے، محققین نے کمرے کے درجہ حرارت پر حوالہ سگنل سے موازنہ کرنے سے پہلے کم درجہ حرارت کے سگنل کو بڑھا کر یہ کام کیا ہے۔

بہت وقت لگتا ہے۔

Möttönen بتاتے ہیں، "یہ لائنیں عام طور پر سگنل کو نیچے چلا کر، اسے واپس اوپر چلا کر اور پھر اس کی پیمائش کر کے کیلیبریٹ کی گئی ہیں،" Möttönen بتاتے ہیں، "لیکن پھر میں تھوڑا سا غیر یقینی ہوں کہ آیا میرا سگنل نیچے کے راستے میں گم ہو گیا تھا یا اوپر۔ کئی بار کیلیبریٹ کرنا پڑتا ہے… اور فریج کو گرم کرنا پڑتا ہے… اور کنکشن تبدیل کرنا پڑتا ہے… اور دوبارہ کرنا پڑتا ہے – یہ بہت وقت لگتا ہے۔”

اس کے بجائے، لہذا، محققین نے ایک چھوٹے برقی براہ راست کرنٹ ہیٹر کو بولومیٹر کے تھرمل جاذب میں ضم کیا، جس سے وہ ارد گرد سے جذب ہونے والی طاقت کو بجلی کی فراہمی کے خلاف کیلیبریٹ کرنے کی اجازت دیتے ہیں جسے وہ کنٹرول کر سکتے ہیں۔

Möttönen کا کہنا ہے کہ "آپ دیکھتے ہیں کہ qubit کیا دیکھے گا۔" انشانکن کے لیے استعمال ہونے والی فیمٹو واٹ اسکیل ہیٹنگ - جو کوانٹم ڈیوائس کے آپریشن کے دوران بند کردی جاتی ہے - کا سسٹم پر کوئی معنی خیز اثر نہیں ہونا چاہیے۔ محققین نے گرافین کو چھوڑ دیا، جنکشنز کے لیے ایک سپر کنڈکٹر- نارمل میٹل-سپر کنڈکٹر ڈیزائن کی طرف لوٹتے ہوئے، کیونکہ پیداوار میں زیادہ آسانی اور تیار شدہ مصنوعات کی بہتر پائیداری کی وجہ سے: "یہ سونے کے پیلیڈیم آلات شیلف پر ایک دہائی تک تقریباً کوئی تبدیلی نہیں کریں گے، اور آپ چاہتے ہیں کہ آپ کے کردار سازی کے اوزار وقت کے ساتھ ساتھ غیر تبدیل شدہ رہیں،" Möttönen کہتے ہیں۔

گرافین پر مبنی بولومیٹر انتہائی تیز رفتاری سے چلتا ہے۔

محققین اب شور کی مزید تفصیلی سپیکٹرل فلٹرنگ کے لیے ٹیکنالوجی تیار کر رہے ہیں۔ "آپ کے کوانٹم پروسیسنگ یونٹ میں آنے والے سگنل کو بہت زیادہ کم کرنا پڑتا ہے، اور اگر اٹنیویٹر گرم ہو جاتا ہے، تو یہ برا ہے... ہم یہ دیکھنا چاہیں گے کہ پاور سپیکٹرم حاصل کرنے کے لیے مختلف فریکوئنسیوں پر اس لائن کا درجہ حرارت کیا ہے،" موٹنن کہتے ہیں۔ . اس سے یہ فیصلہ کرنے میں مدد مل سکتی ہے کہ کوانٹم کمپیوٹنگ کے لیے آلات کو بہتر بنانے کے لیے کن فریکوئنسیوں کا انتخاب کرنا بہتر ہے۔

"یہ متاثر کن کام ہے،" کوانٹم ٹیکنولوجسٹ کہتے ہیں۔ مارٹن ویڈس گلاسگو یونیورسٹی کے. "یہ کوانٹم ٹیکنالوجیز کے لیے درکار کرائیوجینک ماحول میں طاقت کی منتقلی پر متعدد موجودہ پیمائشوں میں اضافہ کرتا ہے۔ یہ آپ کو ڈی سی سے مائکروویو فریکوئنسی تک پیمائش کرنے کی اجازت دیتا ہے، یہ آپ کو دونوں کا موازنہ کرنے کی اجازت دیتا ہے، اور پیمائش خود سیدھی ہے… اگر آپ کوانٹم کمپیوٹر بنا رہے ہیں، تو آپ ایک کریوسٹیٹ بنا رہے ہیں، اور آپ اپنے تمام اجزاء کی خصوصیت کرنا چاہتے ہیں۔ قابل اعتماد طور پر، آپ شاید اس طرح کی کوئی چیز استعمال کرنا چاہیں گے۔"

تحقیق میں شائع ہوا ہے۔ سائنسی آلات کا جائزہ.    

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو ڈیٹا ڈاٹ نیٹ ورک ورٹیکل جنریٹو اے آئی۔ اپنے آپ کو بااختیار بنائیں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ای ایس جی۔ آٹوموٹو / ای وی، کاربن، کلین ٹیک، توانائی ، ماحولیات، شمسی، ویسٹ مینجمنٹ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• بلاک آفسیٹس۔ ماحولیاتی آفسیٹ ملکیت کو جدید بنانا۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://physicsworld.com/a/new-bolometer-could-lead-to-better-cryogenic-quantum-technologies/