Bir bilim adamı ekibi, tek bir kuantum cihazının üç temel elektrik birimini – amper (elektrik akımı birimi), volt (elektrik potansiyeli birimi) ve OHM (elektrik direnci birimi) nasıl doğru bir şekilde ölçebileceğini ortaya koydu. Bu önemli bir atılımdır, çünkü şimdiye kadar, tek bir enstrüman üç birincil elektrik ünitesinin hepsini bir pratik sistemde ölçemez. Elektrik ölçümlerinin yapılması daha kesin olabileceği ve insan hatası potansiyelini azaltabileceği anlamına gelir.
Maryland ve meslektaşlarındaki Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü’nde (NIST) Jason Underwood, iki temel kuantum sistemini tek bir kriyostata entegre ederek cihazın nasıl mümkün olduğunu gösterdiler. Yani, kuantum anormal salon direnç (QAHR) ve programlanabilir bir Josephson voltaj standardı (PJV) adı verilen özel bir direnç türü. Cryostat, her ikisinin de etkili bir şekilde çalışması için doğru düşük sıcaklık ortamı sağlar.
Zorlukların üstesinden gelmek
İki kuantum sistemini tek bir cihazda birleştirmek zordu, çünkü sadece düşük sıcaklıklarda gözlemlenebilen kırılgan kuantum fenomenlerine güveniyorlar. Ek olarak, cihazlardan biri, diğerinin çalışmasına müdahale eden güçlü bir manyetik alan gerektirir. Bununla birlikte, bilim adamları, manyetik bir alana ihtiyaç duymadan kuantum fonksiyonlarını gerçekleştirebilen yeni bir malzeme kullanarak bu zorlukların üstesinden gelebildiler. Bu nedenle, iki kuantum sistemi başarıyla tek bir cihaza entegre edildi.
Yeni entegre kuantum cihazı, klasik yöntemlerden çok daha hassas olan kuantum mekaniği prensipleri üzerinde çalışır. Bu yeni teknolojiyi kullanarak, araştırmacılar çok az hatayla 0.24 milivolttan 6.5 milivoltlara kadar voltajları ölçtüler. Ayrıca direnç ve elektrik akımının son derece hassas ölçümleri yaptılar.
Gelecekteki uygulamalar
Sonuçta, dergide yayınlanan araştırma Doğa Elektroniğison derece doğru elektriksel ölçümler yapma sürecini basitleştirir ve elektrik standartlarını tanımlamanın yeni yollarına yol açabilir. Bu teknoloji, son derece hassas elektrik ölçümleri yapmak için üst düzey laboratuvarlarda ve ulusal ölçüm kurumlarında kullanılabilir. Bu, elektronik cihazların üretimi, bilimsel araştırma ve tıbbi teşhisler dahil olmak üzere çeşitli alanlarda daha doğru ve güvenilir veriler anlamına gelebilir.
Araştırmayı yürüten bilim adamları, böyle bir cihazın malzemelerdeki yeni gelişmeleri teşvik etmek gibi daha geniş bir etkisi görüyorlar. Makalelerinde yazdıkları gibi, “Umudumuz, çok işlevli bir kuantum enstrümanına yönelik bu ilk çabanın topolojik malzeme sistemlerinde ve kriyostat tasarım ve mühendisliğinde yeniliği teşvik edeceğidir.”
Araştırma hakkında bir Haber ve Views makalesi de yayınlandı. Doğa Elektroniği.
Yazarımız Paul Arnold tarafından yazılmış, Gaby Clark tarafından düzenlenen ve gerçek kontrol ve Robert Egan tarafından gözden geçirilen bu makale dikkatli bir insan çalışmasının sonucudur. Bağımsız bilim gazeteciliğini canlı tutmak için sizin gibi okuyuculara güveniyoruz. Bu raporlama sizin için önemliyse, lütfen bir bağış (özellikle aylık) düşünün. Alacaksın reklamsız bir teşekkür olarak hesap.
