پژوهشگران فيزيک دانشگاه شيراز به يافته‌هاي جديدي در راستاي ايده ساخت رايانه‌هاي کوانتومي با ظرفيت محاسباتي و سرعتي به مراتب بيشتر از رايانه‌هاي کنوني دست يافته‌اند.

امروزه پژوهش در راستاي تغيير رايانه‌ها از حالت سنتي به کوانتومي که در آن ظرفيت محاسبات و سرعت، نسبت به رايانه‌هاي موجود بيشتر است، بسيار گسترش يافته است.

يکي از نامزدهايي که اين ايده را عملي مي‌کند، استفاده از حالت‌هاي اسپيني به عنوان بيت‌هاي کوانتومي، است. امروزه ثابت شده است که حلقه‌هاي يک‌سويه مي‌توانند شبکه‌هاي کوانتومي را تشکيل دهند.

دکتر محمد مهدي گلشن، از فيزيک‌دانان ايراني که در زمينه ساخت اين قبيل رايانه‌ها تلاش مي‌کند، اظهار کرد: اين پژوهش، با هدف بررسي حرکت تقديمي الکترون، حول ميدان مغناطيسي در يک حلقه يک‌سويه، همراه با اثر راشبا انجام شده است. حرکت تقديمي الکترون حول ميدان مغناطيسي، چه کلاسيک و چه کوانتومي، از ديرباز مورد بررسي قرار مي‌گرفته و اساس تصويربرداري از طريق MRI را تشکيل مي‌دهد. از طرف ديگر، رفتار اسپين به عنوان يک بيت کوانتومي، براي پردازش کوانتومي اطلاعات استفاده مي‌شود.

عضو هيات علمي دانشگاه شيراز خاطرنشان کرد: از آنجا که در نانوساختارهاي ساخته شده از نيمه‌رساناهاي مختلف(مانند حلقه يک‌سويه) پديده‌اي با عنوان «اثر راشبا» ظاهر مي‌شود، بررسي اثرات اين پديده بر حالت‌هاي اسپيني، براي موارد استفاده در تصويربرداري از طريق MRI، بسيارحائز اهميت است.

گلشن و همکارانش براي بررسي اثر راشبا بر حالت‌هاي اسپيني، ابتدا هاميلتوني يک الکترون که تحت تأثير ميدان مغناطيسي خارجي قرار داشته و در آن اثر راشبا و محدوديت فضايي حلقه منظور شده است را نوشته، سپس از طريق آن، عملگر تحول زماني را استخراج کرده اند.

در ادامه، با استفاده از اين عملگر، تحول زماني ميانگين مؤلفه‌هاي اسپين، همراه با زيرلايه‌ها محاسبه شده است.

عضو هيات علمي دانشگاه شيراز در ادامه تاکيد کرد: از بررسي اين ميانگين‌ها به اين نتيجه رسيده‌ايم که حرکت تقديمي اسپين در نقاط مختلف حلقه، متفاوت بوده و رفتار زيرلايه‌ها بستگي به محل قرار گرفتن الکترون‌ها دارد.

وي گفت: اين پژوهش در مقايسه با پژوهش‌هاي اخير، داراي دو مزيت عمده است. اولا اثر راشبا به ‌طور کامل منظور شده و ديگر آنکه اثرات محدوديت‌هاي فضايي (حلقه، خود محدوديت فضايي ايجاد مي‌کند) نيز به طور کامل در پيکربندي لحاظ شده است.

جزئيات اين طرح که با همکاري رزا صفايي اسدآبادي و دکتر ندا فروزاني انجام شده در مجله Journal of Computational and Theoretical Nanoscience(جلد 6، صفحات 1519–1522، سال 2009) منتشر شده است.

منبع : ايسنا