فیزیکدانان توانستند ١١٢ ثانیه اطلاعات را در هسته اتم ذخیره و بازخوانی کنند
27 آذر 1389
فیزیکدانان دانشگاه «یوتا» توانستند ۱۱۲ ثانیه اطلاعات را در«اسپین» مغناطیسی هسته اتمها ذخیره کرده سپس به طور الکترونیکی اطلاعات را بازیابی و خوانش کنند.
به گزارش ایسنا این موفقیت قدمی بزرگ در استفاده از نوع جدید حافظه برای هردو نوع رایانههای سریع معمول و رایانههای «کوانتومی» فوق سریع به شمار میرود.
کریستوف بومه، استادیار فیزیک و یکی از طراحان این تحقیق که در مجله ساینس به چاپ رسیده گفت: طول حافظه اسپین که ما بررسی کردیم برای ایجاد حافظه رایانهیی بالاتراز حد نیاز است. این وسیله، راهی کاملا جدید برای ذخیره و خوانش اطلاعات است.
با این حال موانعی نیز در این کار وجود دارد: دستگاه ذخیره اسپین هسته یی و خوانش اطلاعات فقط در ۳/۲ درجه کلوین یا کمی بالاتر از صفر مطلق کار میکند که در این دما اتمها به حالت ثابت یخ میزنند و تنها میتوانند بهآهستگی تکان بخورند.
دستگاه باید با میادین مغناطیسی قوی حدودا ۲۰۰ هزاربار قویتر از مغناطیس زمین احاطه شده باشد.
دو سال پیش دانشمندان گزارش کردند که توانستهاند اطلاعات کوانتومی را برای دو ثانیه در هسته اتم ذخیره کنند، اما نتوانستند آن را به طور الکترونیکی بازخوانی کنند؛ اما در تحقیقات جدید، دانشمندان از داده کلاسیک (صفر یا یک ) به جای داده کوانتومی (صفر و یک به طور هم زمان) استفاده کردهاند. همچنین این تحقیقات، ذخیره هستهای اطلاعات را با یک بازخوان الکتریکی برای آن اطلاعات در کنار هم قرار میدهد.
رایانههای مدرن الکترونیکی هستند، بدین معنا که اطلاعات با جریان برق به صورت الکترون که بار منفی ذرات زیر اتمی در حال گردش به دور هسته هر اتم هستند، پردازش و ذخیره میشود. ترانزیستورها در رایانه، سوئیچهای الکتریکی هستند که اطلاعات را به صورت «بیت» ذخیره میکند.
رایانههای کوانتومی که هنوز هدفی تحقق نیافته به شمار می روند، برمبنای اصول عجیب مکانیک کوانتومی کار میکنند که طبق آن ریزترین ذرات نور و ماده میتوانند در یک زمان در مکانهای مختلف باشند.
در یک رایانه کوانتومی، یک کوانتوم بیت یا «کیوبیت» میتواند در یک زمان هم صفر و هم یک باشد. این موضوع بدین معنیاست که رایانههای کوانتومی میلیاردها بار سریعتر از رایانههای معمول هستند.
اسپین مفهومی غیر آشنا است. یک راه ساده برای توصیف اسپین این است که تصور کنیم هر ذره (الکترون یا پروتون در اتم) حاوی یک نوار کوچک مغناطیسی مانند سوزن قطبنما است که برای نمایش اسپین ذره به سمت بالا یا پایین اشاره میکند. پایین و بالا میتوانند نشانگر صفر و یک در رایانههای کوانتومی اسپینی باشند.
به گفته بومه،اسپینهای هسته اتم از اسپین الکترونها برای ذخیره اطلاعات بهتر است. این مساله به این دلیل است که جهت یابی اسپین الکترون به دلیل تغییر اسپینها توسط الکترونهای نزدیک و دمای داخل اتمها عمری کوتاه دارد.