راهکار فیزیکدانان ایرانی برای افزایش سرعت رایانه ها

پژوهشگران دانشگاه شیراز روشی برای افزایش ظرفیت محاسبات و سرعت رایانه های کنونی نسبت به کامپیوترهای سنتی معرفی کردند.

به گزارش ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، امروزه پژوهش روی تغییر رایانه ها از حالت سنتی به کوانتومی که در آن ظرفیت محاسبات و سرعت، نسبت به کامپیوترهای سنتی، بیشتر است، بسیار گسترش یافته است.

یکی از نامزدهایی که این ایده را عملی می‌کند، استفاده از حالت‌های اسپینی به عنوان بیت‌های کوانتومی، است. امروزه ثابت شده است که حلقه‌های یک‌سویه می‌تواند شبکه‌های کوانتومی را تشکیل دهد.

محمدمهدی گلشن، از فیزیک‌دانان ایرانی است که برای ساخت این قبیل رایانه ها، بسیار تلاش می‌کند.

گلش این پژوهش را با هدف بررسی حرکت تقدیمی الکترون، حول میدان مغناطیسی در یک حلقه یک‌سویه، همراه با اثر راشبا انجام داده است.

حرکت تقدیمی الکترون حول میدان مغناطیسی، چه کلاسیک و چه کوانتومی، از دیرباز مورد بررسی قرار می‌گرفته و اساس تصویربرداری از طریق MRI را تشکیل می‌دهد. از طرف دیگر، رفتار اسپین به عنوان یک بیت کوانتومی، برای پردازش کوانتومی اطلاعات استفاده می‌شود.

وی گفت: «از آنجا که در نانوساختارهای ساخته شده از نیمه‌رساناهای مختلف(مانند حلقه یک‌سویه) پدیده‌ای با عنوان «اثر راشبا» ظاهر می‌شود، بررسی اثرات این پدیده بر حالت‌های اسپینی، برای موارد استفاده در تصویربرداری از طریق MRI، بسیارحائز اهمیت است».

گلشن برای بررسی اثر راشبا بر حالت‌های اسپینی، ابتدا هامیلتونی یک الکترون که تحت تأثیر میدان مغناطیسی خارجی قرار داشته و در آن اثر راشبا و محدودیت فضایی حلقه منظور شده را نوشته، سپس از طریق آن، عملگر تحول زمانی را استخراج کرد. با استفاده از این عملگر، تحول زمانی میانگین مؤلفه‌های اسپین، همراه با زیرلایه‌ها محاسبه شده است.

عضو هیئت علمی دانشگاه شیراز در ادامه تاکید کرد: «از بررسی این میانگین‌ها به این نتیجه رسیدیم که حرکت تقدیمی اسپین در نقاط مختلف حلقه، متفاوت بوده و رفتار زیرلایه‌ها بستگی به محل قرار گرفتن الکترون‌ها دارد».

این پژوهش در مقایسه با پژوهش‌های اخیر، دارای دو مزیت عمده است. اولا اثر راشبا به ‌طور کامل منظور شده است و دیگر آنکه اثرات محدودیت‌های فضایی (حلقه، خود محدودیت فضایی ایجاد می‌کند) نیز به طور کامل در پیکربندی، منظور شده است.

در انجام این طرح رزا صفایی اسدآبادی و دکتر ندا فروزانی همکاری کرده‌اند.

جزئیات این پژوهش در مجله Journal of Computational and Theoretical Nanoscience (جلد 6، صفحات 1519–1522، سال 2009) منتشر شده است.