Omdat technologie deel uitmaakt van ons dagelijks leven, het is misschien moeilijk voor te stellen hoe de toekomst van technologie eruit zal zien, laat staan ​​wat het kan bereiken.

West Virginia University natuurkundigen Cheng Cen, Lian Li, Yanjun Ma, Ming Yang en Chenhui Yan kijken verder dan de grenzen van het klassieke computergebruik dat in onze alledaagse apparaten wordt gebruikt en werken eraan om toepassingen van kwantumapparaten breed toegankelijk te maken.

In een studie gepubliceerd in Natuurcommunicatie , de onderzoekers bewezen dat supergeleiding, die een breed scala aan technologische toepassingen heeft, waaronder een integraal onderdeel van kwantumcomputing, kan worden gemanipuleerd door een zwakke, continu ultraviolet licht. Deze ontdekking heeft brede fundamentele en toepassingseffecten, zoals die in de ontwikkeling van kwantumberekening.

"Daarom is dit bijzonder belangrijk, " zei Cen, een universitair hoofddocent bij de afdeling Natuur- en Sterrenkunde. "We kunnen de supergeleidende toestand controleren door alleen een zaklamp te gebruiken, in plaats van een laser met hoge energie of extreme omstandigheden van druk en temperatuur te gebruiken."

De technologie die we tegenwoordig gewend zijn, werkt door informatie op te slaan als binaire nul en één en is beperkt tot het oplossen van slechts één probleem tegelijk. Echter, kwantumcomputers presteren anders om informatie te manipuleren en op te slaan met behulp van een kwantumbit, die het vermogen heeft om complexe problemen op te lossen.

"De hele huidige vloot van apparaten is gebouwd met behulp van een klassiek bit, ' zei Cen. 'Nu is de vraag, 'Hoe gaan we verder?'"

Volgens Cen, een gewone transistor kan bijna zo klein zijn als een enkele molecuul en wordt in moderne technologie gebruikt om informatie te verwerken, maar het kan geen quantumbit ondersteunen. Echter, het supergeleidende materiaal kan.

Quantumcomputers hebben het potentieel om doorbraken te bieden op het gebied van materialen en het ontdekken van geneesmiddelen, de optimalisatie van complexe systemen en kunstmatige intelligentie.

"In de toekomst, als we deze verschijnselen kunnen begrijpen, we kunnen deze lichtgemoduleerde supergeleider heel goed commercieel gebruiken voor apparaten, ' zei Cen.

Door gebruik te maken van een enkele atoomlaagfilm van ijzerselenide, gekweekt door Chenhui Yan, een postdoctoraal medewerker van Li, de Robert L. Carrol hoogleraar natuurkunde, de onderzoekers konden de eigenschappen ook zeer snel en omkeerbaar van een normale toestand naar een supergeleidende toestand omschakelen door een spanningspuls toe te passen. "Het meest opmerkelijke, dit effect is ook niet-vluchtig, wat betekent dat de door licht geïnduceerde supergeleidende toestand blijft, zelfs nadat het UV-licht is uitgeschakeld, ' zei Li.

Dit onderzoek werd gefinancierd door de National Science Foundation en het Department of Energy.

"Drs. Cen, Li en Ma zijn een integraal onderdeel van de ontwikkeling van het Department of Physics and Astronomy van een onderzoeksprogramma van wereldklasse op het gebied van fysica van gecondenseerde materie hier bij WVU, " zei graaf Scime, voorzitter van de vakgroep Natuur- en Sterrenkunde. "Dit onderzoek benadrukt het baanbrekende onderzoek dat aan de WVU wordt gedaan, en we zijn erg verheugd om hun werk te zien verschijnen in het zeer spraakmakende tijdschrift Natuurcommunicatie ."