reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
© Pixabay Przemys艂 elektroniczny | 27 sierpnia 2018

Nadchodzi kwantowa rewolucja

Polscy naukowcy z Instytutu Fizyki PAN wytwarzaj膮 kropki kwantowe z p贸艂przewodnik贸w i sprawdzaj膮 ich przydatno艣膰 w komercyjnych zastosowaniach.
鈥 Kropki kwantowe to niewielka porcja materii, kt贸ra udaje, 偶e nie ma 偶adnego wymiaru. S膮 ekstremalnym przyk艂adem uwi臋zienia, poniewa偶 we wszystkich trzech kierunkach elektron napotyka na 艣cian臋, nie mo偶e si臋 z takiego obiektu wydosta膰, wtedy nie ma swobody ruchu i zachowuje si臋 o inaczej ni偶 swobodny elektron. Takie uwi臋zione obiekty bardzo dobrze 艣wiec膮, wi臋c mog膮 by膰 bardzo wydajnym 藕r贸d艂em 艣wiat艂a. Staramy si臋 wytworzy膰 kropki kwantowe w spos贸b powtarzalny, zobaczy膰, jak one si臋 zachowuj膮, czy potencjalnie mog膮 by膰 u偶yteczne i w jakich warunkach 鈥 wyja艣nia w rozmowie z agencj膮 informacyjn膮 Newseria Jacek Kossut, dyrektor Instytutu Fizyki PAN.

Trwaj膮 prace nad kolejnymi zastosowaniami kropek kwantowych 鈥 miniaturowych kryszta艂k贸w o r贸偶norodnych w艂a艣ciwo艣ciach. Potrafi膮 one emitowa膰 inne 艣wiat艂o ni偶 absorbuj膮, dzi臋ki czemu s膮 ju偶 wykorzystywane w telewizorach. Mog膮 tak偶e by膰 podstaw膮 do budowy superwydajnych komputer贸w kwantowych, dzi臋ki swoim magnetycznym w艂a艣ciwo艣ciom.
Te niewidzialne go艂ym okiem kryszta艂ki o wielko艣ci kilku nanometr贸w potrafi膮 absorbowa膰, a potem wyemitowa膰 艣wiat艂o o r贸偶nych d艂ugo艣ciach fali. Kropki kwantowe s膮 ju偶 szeroko wykorzystywane np. w telewizorach. Jako pierwsza do masowej produkcji wprowadzi艂a je firma Samsung w telewizorach z linii QLED. Urz膮dzenia zosta艂y wyposa偶one w pow艂ok臋 wykonan膮 z kropek kwantowych, dzi臋ki kt贸rej s膮 w stanie wy艣wietli膰 wysoce kontrastowy oraz jasny obraz z pe艂nym odwzorowaniem barw uchwyconych przez kamer臋. Oznacza to, 偶e filmy i seriale wy艣wietlane na takim telewizorze wygl膮daj膮 dok艂adnie tak, jak widzia艂 je ich tw贸rca.

Kropki kwantowe zyskuj膮 na popularno艣ci. Coraz cz臋艣ciej stosuje si臋 je zar贸wno w telewizorach, jak i monitorach. Potencja艂 kropek kwantowych dostrzegaj膮 tak偶e naukowcy badaj膮cy innowacyjne technologie medyczne. Ju偶 dzi艣 testuje si臋 je w roli alternatywnych czynnik贸w kontrastuj膮cych podczas wykonywania rezonansu magnetycznego, a w przysz艂o艣ci mog膮 sprawdzi膰 si臋 jako wysoce skuteczny no艣nik lek贸w. Trwaj膮 r贸wnie偶 prace nad specjalnymi szybami z przezroczyst膮 pow艂ok膮 z nanokropek. Dzi臋ki wykorzystaniu organicznych kropek kwantowych powstan膮 panele fotowoltaiczne o efektywno艣ci rz臋du 5 proc. 鈥 wystarczaj膮cej, aby rozpocz膮膰 masow膮 produkcj臋 transparentnych paneli s艂onecznych na u偶ytek komercyjny.

Zastosowanie kropek kwantowych w przysz艂o艣ci mo偶e by膰 jednak znacznie szersze. Ze wzgl臋du na unikalne w艂a艣ciwo艣ci kropek kwantowych oraz ich zdolno艣膰 do reagowania na 艣wiat艂o o r贸偶nej d艂ugo艣ci fali, mog膮 si臋 sprawdzi膰 tak偶e w przypadku tworzenia komputer贸w optycznych. Kropki kwantowe s膮 stosowane jako 藕r贸d艂a 艣wiat艂a pojedynczych foton贸w.

鈥 Takie 藕r贸d艂a 艣wiat艂a potrzebne s膮 w nieistniej膮cej jeszcze dziedzinie, nad kt贸r膮 ludzie bardzo intensywnie pracuj膮 鈥 informatyce kwantowej. Ma ona potencjalnie du偶o wi臋ksze mo偶liwo艣ci ni偶 tradycyjna informatyka. Kropki pozwalaj膮 stworzy膰 tzw. pary foton贸w zwi膮zanych. Je偶eli wyemitujemy jeden foton z polaryzacj膮 prawoskr臋tn膮, to po pewnym czasie wyprodukowany drugi foton b臋dzie si臋 z konieczno艣ci kr臋ci艂 w drug膮 stron臋. To jest w艂asno艣膰 tej materii, kt贸r膮 usi艂ujemy zaprz膮c do pracy w komputerach kwantowych 鈥 t艂umaczy Jacek Kossut.

Analitycy marketsandMarkets szacuj膮, 偶e warto艣膰 globalnego rynku kropek kwantowych do 2023 roku osi膮gnie 8,5 mld dol., a rozwija膰 si臋 b臋dzie w tempie 27 proc. 艣redniorocznie.
IBM dysponuje ju偶 procesorami kwantowymi z艂o偶onymi z siedmiu i szesnastu kubit贸w, kt贸re s膮 wykorzystywane przez naukowc贸w na ca艂ym 艣wiecie za po艣rednictwem platformy IBM Q. Kubit to kwantowa bramka logiczna, r贸偶ni膮ca si臋 od klasycznego bitu, kt贸ry przyjmuje jedn膮 z dw贸ch warto艣ci 鈥 zero lub jeden. Kwantowy bit mo偶e mie膰 warto艣膰 zera, jedynki lub by膰 kwantow膮 superpozycj膮 zera i jedynki, zatem jego potencja艂 w obliczeniach jest niepor贸wnywalnie wi臋kszy. Kubitem mo偶e by膰 tak偶e 艂adunek kropki kwantowej, jednak problemem pozostaje kontrola nad zachowaniem tego 艂adunku. Prowadzone w Instytucie Fizyki PAN prace nad w艂a艣ciwo艣ciami magnetycznymi nanokropek mog膮 przyspieszy膰 stworzenie superwydajnych komputer贸w kwantowych.

鈥 Obecnie zajmujemy si臋 kropkami zawieraj膮cymi mied藕, kt贸ra mo偶e si臋 zachowywa膰 r贸偶nie, w zale偶no艣ci od tego czy obiekt o艣wietlimy 艣wiat艂em niebieskim lub nadfioletowym, czy te偶 nie o艣wietlimy. To daje dodatkowe narz臋dzie sterowania w艂asno艣ciami tych kropek, bo jak po艣wiecimy 艣wiat艂em, to ona si臋 robi np. magnetyczna, a jak wy艂膮czymy, to ona si臋 robi niemagnetyczna, co ma dalsze konsekwencje na zachowanie tych偶e elektron贸w w kropce kwantowej 鈥 m贸wi ekspert.

殴r贸d艂o: Newseria Innowacje
reklama
reklama
reklama
reklama
Za艂aduj wi臋cej news贸w
January 17 2019 14:20 V11.11.0-2