גרפן ישמש במחשב קוונטי. חדשות הספרייה הטכנית בחינם

חדשות מדע וטכנולוגיה, חידוש באלקטרוניקה
ספריה טכנית בחינם / עדכון חדשות

גרפן ישמש במחשב קוונטי

04.01.2014

החומר המדהים גרפן הוא כעת מושא למחקר במעבדות רבות ברחבי העולם. חוקרים במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT) חשפו פוטנציאל נוסף לשימוש בשכבה אחת של חומר פחמן, וגילו תכונות בלתי צפויות שהוא מציג בתנאים מסוימים. לדברי מומחים, ניתן להשתמש במאפיינים אלו במחשוב קוונטי.

כפי שהתברר, בהשפעת שדה מגנטי חזק מאוד וטמפרטורה נמוכה מאוד, הגרפן מסנן אלקטרונים לאורך הספין - המכשירים האלקטרוניים שאנו רגילים אליהם משוללים מאיכות זו.

אם תפעיל מתח על פיסת גרפן בתנאים רגילים, זרם יזרום דרכה. אולם ברגע שמופעל שדה מגנטי, שקווי הכוח שלו מאונכים למישור הגרפן, התנהגותו משתנה: הזרם זורם רק לאורך קצה היצירה, והחלק המרכזי הופך לדיאלקטרי. יתרה מכך, הזרם זורם רק בכיוון אחד, בהתאם לכיוון קווי השדה המגנטי. אפקט זה ידוע בשם אפקט הול הקוונטי.

החוקרים עשו את הצעד הבא על ידי הפעלת שדה מגנטי שני במקביל ליריעת הגרפן, וזה שוב שינה את התנהגותו. אלקטרונים היו מסוגלים לנוע בשני הכיוונים, כאשר אלקטרוני ספין חיובי נעים בכיוון אחד ואלקטרוני ספין שליליים נעים בכיוון ההפוך.

הפרדת ספין של אלקטרונים אופיינית למבודדים טופולוגיים, אך היא אינה נצפית במוליכים קונבנציונליים. לדברי המדענים, הם הצליחו ליצור סוג מיוחד של מוליך בכך שגרמו לחומר אחד להתנהג כמו אחר. יתרה מכך, על ידי שינוי השדה המגנטי, ניתן לשלוט באפקט הקצה שזוהה. כאמור, עיקרון זה יכול לשמש לבניית טרנזיסטורים ומעגלים מורכבים יותר שטרם ניתן היה ליישם באמצעות חומרים קיימים.

בפרט, מדענים רואים את הפוטנציאל של הגרפן ביחס ליצירת מחשב קוונטי בתגלית. כמובן, ההשפעה עדיין רחוקה מיישום מעשי: היא נצפית בהשראת שדה מגנטי של 35 T, שהוא בערך בסדר גודל גדול יותר מאשר ב-MRI, ובטמפרטורה שהיא רק 0,3 מעלות צלזיוס מעל האפס המוחלט.

עם זאת, מדענים כבר הצליחו לזהות השפעה דומה בשדה עם אינדוקציה של 1 T בלבד ובטמפרטורות גבוהות יותר.

<< חזרה: מטען מיניאטורי למחשב נייד 04.01.2014

>> קדימה: שבבי זיכרון ניידים של 4 Gb LPDDR8 DRAM 03.01.2014

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

קיומו של כלל אנטרופיה להסתבכות קוונטית הוכח 09.05.2024

מכניקת הקוונטים ממשיכה להדהים אותנו עם התופעות המסתוריות והתגליות הבלתי צפויות שלה. לאחרונה הציגו ברטוס רגולה ממרכז RIKEN למחשוב קוונטי ולודוביקו לאמי מאוניברסיטת אמסטרדם תגלית חדשה הנוגעת להסתבכות קוונטית והקשר שלה לאנטרופיה. להסתבכות קוונטית יש תפקיד חשוב במדע ובטכנולוגיה של מידע קוונטי מודרני. עם זאת, מורכבות המבנה שלו הופכת את ההבנה והניהול שלו למאתגרים. התגלית של רגולוס ולמי מראה שההסתבכות הקוונטית פועלת לפי כלל אנטרופיה דומה לזה של מערכות קלאסיות. תגלית זו פותחת נקודות מבט חדשות בתחום מדע וטכנולוגיה של מידע קוונטי, ומעמיקה את הבנתנו את ההסתבכות הקוונטית והקשר שלה לתרמודינמיקה. תוצאות המחקר מצביעות על אפשרות הפיכה של טרנספורמציות של הסתבכות, מה שיכול לפשט מאוד את השימוש בהן בטכנולוגיות קוונטיות שונות. פתיחת כלל חדש ... >>

מזגן מיני Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

הקיץ הוא זמן להירגעות ולנסיעות, אבל לעתים קרובות החום יכול להפוך את הזמן הזה לייסורים בלתי נסבלים. הכירו מוצר חדש מבית סוני - מזגן המיני Reon Pocket 5, המבטיח להפוך את הקיץ לנוח יותר עבור המשתמשים בו. סוני הציגה מכשיר ייחודי - המיני-מרכך Reon Pocket 5, המספק קירור הגוף בימים חמים. בעזרתו, המשתמשים יכולים ליהנות מקרירות בכל זמן ובכל מקום פשוט על ידי לענוד אותו על צווארם. מזגן מיני זה מצויד בהתאמה אוטומטית של מצבי פעולה, כמו גם בחיישני טמפרטורה ולחות. הודות לטכנולוגיות חדשניות, Reon Pocket 5 מתאים את פעולתו בהתאם לפעילות המשתמש ולתנאי הסביבה. משתמשים יכולים להתאים בקלות את הטמפרטורה באמצעות אפליקציה ייעודית לנייד המחוברת באמצעות Bluetooth. בנוסף, זמינים לנוחות חולצות טי ומכנסיים קצרים בעיצוב מיוחד, אליהם ניתן לחבר מזגן מיני. המכשיר יכול הו ... >>

אנרגיה מהחלל עבור ספינת הכוכבים 08.05.2024

ייצור אנרגיה סולארית בחלל הופך לאפשרי יותר עם כניסתן של טכנולוגיות חדשות ופיתוח תוכניות חלל. ראש הסטארט-אפ Virtus Solis שיתף את החזון שלו להשתמש בספינת הכוכבים של SpaceX כדי ליצור תחנות כוח מסלוליות המסוגלות להניע את כדור הארץ. הסטארט-אפ Virtus Solis חשף פרויקט שאפתני ליצירת תחנות כוח מסלוליות באמצעות ספינת הכוכבים של SpaceX. רעיון זה עשוי לשנות באופן משמעותי את תחום הפקת האנרגיה הסולארית, ולהפוך אותו לנגיש וזול יותר. ליבת התוכנית של הסטארט-אפ היא להפחית את עלות שיגור לוויינים לחלל באמצעות Starship. פריצת דרך טכנולוגית זו צפויה להפוך את ייצור אנרגיה סולארית בחלל לתחרותי יותר עם מקורות אנרגיה מסורתיים. Virtual Solis מתכננת לבנות פאנלים פוטו-וולטאיים גדולים במסלול, באמצעות Starship כדי לספק את הציוד הדרוש. עם זאת, אחד האתגרים המרכזיים ... >>

שיטה חדשה ליצירת סוללות חזקות 08.05.2024

עם התפתחות הטכנולוגיה והשימוש המתרחב באלקטרוניקה, נושא יצירת מקורות אנרגיה יעילים ובטוחים הופך להיות דחוף יותר ויותר. חוקרים מאוניברסיטת קווינסלנד חשפו גישה חדשה ליצירת סוללות מבוססות אבץ בעלות הספק גבוה שיכולות לשנות את הנוף של תעשיית האנרגיה. אחת הבעיות העיקריות של סוללות נטענות מסורתיות על בסיס מים הייתה המתח הנמוך שלהן, שהגביל את השימוש בהן במכשירים מודרניים. אבל הודות לשיטה חדשה שפותחה על ידי מדענים, החיסרון הזה התגבר בהצלחה. כחלק מהמחקר שלהם פנו מדענים לתרכובת אורגנית מיוחדת - קטכול. התברר שזהו רכיב חשוב שיכול לשפר את יציבות הסוללה ולהגביר את יעילותה. גישה זו הובילה לעלייה משמעותית במתח של סוללות אבץ-יון, מה שהופך אותן לתחרותיות יותר. לדברי מדענים, לסוללות כאלה יש מספר יתרונות. יש להם ב ... >>

תכולת אלכוהול של בירה חמה 07.05.2024

לבירה, כאחד המשקאות האלכוהוליים הנפוצים ביותר, יש טעם ייחודי משלה, שיכול להשתנות בהתאם לטמפרטורת הצריכה. מחקר חדש של צוות מדענים בינלאומי מצא כי לטמפרטורת הבירה יש השפעה משמעותית על תפיסת הטעם האלכוהולי. המחקר, בראשות מדען החומרים ליי ג'יאנג, מצא כי בטמפרטורות שונות, מולקולות אתנול ומים יוצרות סוגים שונים של אשכולות, מה שמשפיע על תפיסת הטעם האלכוהולי. בטמפרטורות נמוכות נוצרים יותר אשכולות דמויי פירמידה, מה שמפחית את החריפות של טעם ה"אתנול" וגורם למשקה להיות פחות אלכוהולי. להיפך, ככל שהטמפרטורה עולה, האשכולות הופכים דמויי שרשרת יותר, וכתוצאה מכך טעם אלכוהולי בולט יותר. זה מסביר מדוע הטעם של כמה משקאות אלכוהוליים, כגון באייג'יו, יכול להשתנות בהתאם לטמפרטורה. הנתונים שהתקבלו פותחים סיכויים חדשים ליצרני משקאות, ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

נאס"א תבנה מטוס על קולי 03.07.2017

נאס"א השלימה את השלב הבא של פרויקט QueSST ליצירת מטוס נוסעים מהיר במיוחד. בעתיד הקרוב, מהנדסי סוכנות יתחילו בפיתוח ישיר של הדגמת טיסת בום נמוך העל-קולי (LBFD), המכונה X-plane.

בפברואר אשתקד, נאס"א חתמה על חוזה שיתוף פעולה עם חברת התעופה לוקהיד מרטין. מהנדסים מסוכנות החלל ומומחי תאגיד התעופה פיתחו במשותף את פרויקט QueSST, שיביא למטוס נוסעים על-קולי.

במאי השנה, מודל מוקטן של הפרויקט השלים בהצלחה בדיקה במנהרת רוח על-קולית בגודל 2,5 מ' על 2 מ' הממוקמת במרכז המחקר גלן של נאס"א בקליבלנד, ארה"ב. ובשבוע שעבר, מהנדסים בכירים מסוכנות החלל ומתאגיד לוקהיד מרטין הגיעו למסקנה שעיצוב ה-QueSST מתאים למשימות של משימת ה-X-plane.

"שיתוף הפעולה ההדוק שלנו עם לוקהיד מרטין עזר לנו להשיג את המטרה שלנו, ועכשיו אנחנו צעד אחד קרוב יותר לבניית מטוס ה-X", אמר דייוויד ריצ'ווין, מומחה לטכנולוגיה מסחרית על-קולית של נאס"א.

כעת צוות החוקרים יבנה מטוס על-קולי מאויש חד-מנועי. צפוי כי ניסויי טיסה ראשוניים של מטוס ה-X יחלו כבר ב-2021.

בנוסף, במהלך החודשים הקרובים, צוות נאס"א ולוקהיד מרטין יערכו בדיקות אחרונות של QueSST במרכז המחקר לנגלי של נאס"א בווירג'יניה.

ראה מלא ארכיון של חדשות מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר