Tags:
Node Thumbnail

Mohammad Choucair นักวิจัยจาก The University of Sydney ได้เผยแพร่บทความของตนผ่านเว็บไซต์ The Conversation ว่าด้วยเรื่องของวัสดุจากการเผาแนฟทาลีน (naphthalene) (สารประกอบหนึ่งที่พบในลูกเหม็น) สามารถใช้เป็นคิวบิตที่คงสถานะ superposition ในอุณหภูมิห้องได้ โดยอ้างอิงจากงานวิจัยที่ทำร่วมกับนักวิจัยประเทศสวิตเซอร์แลนด์และประเทศเยอรมนี

เท้าความก่อนว่าสถานะ superposition ของคิวบิตนั้นเปราะบางต่อสภาพแวดล้อมภายนอกมาก (แม้กระทั่งภายในวงจรเองก็สามารถรบกวนกันได้) ทำให้เมื่อถึงช่วงเวลาหนึ่ง ข้อมูลในคิวบิตจะถูกสภาพแวดล้อมรบกวนจนไม่สามารถใช้งานได้ คอมพิวเตอร์ควอนตัมจึงต้องรักษาสถานะของคิวบิตไว้ให้มีอายุการใช้งาน (lifetime) มากที่สุดก่อนที่ข้อมูลจะสูญสลายไป รวมทั้งตัวคิวบิตเองก็ต้องมีอายุการใช้งานนานพอที่จะใช้ในการประมวลผลด้วย

งานวิจัยของ Choucair นั้นจะเน้นไปที่การรักษาสถานะสปินของอิเล็กตรอน (electron spin) ซึ่งเป็นสถานะแทนคิวบิตได้อย่างหนึ่ง โดยคอมพิวเตอร์จะต้องรักษาสถานะสปินของอิเล็กตรอนให้มีอายุการใช้งานเกิน 100 นาโนวินาที (10−7 วินาที) ถึงจะสามารถนำไปใช้ประโยชน์ในด้านการประมวลผลเชิงควอนตัมได้

ที่ผ่านมา การรักษาสถานะสปินจะต้องแช่แข็งให้วงจรคอมพิวเตอร์มีอุณหภูมิต่ำมากๆ ในระดับที่ใกล้เคียงกับอุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์ตลอดการใช้งาน (ศูนย์สัมบูรณ์หรือ absolute zero คือ 0 K หรือ −273.15°C อุณหภูมิที่ต่ำที่สุดของวัสดุใดๆ ไม่มีทางที่จะมีอุณหภูมิต่ำกว่านี้ได้แล้ว ที่มา - วิชาการ.คอม) หรือถ้าจะให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถทำงานที่อุณหภูมิห้องได้นั้น ก็ต้องผลิตวงจร (ในงานวิจัยของ Choucair บอกว่าเป็นส่วนของ host material) จากวัสดุที่ผ่านกระบวนการ “isotopic engineering” ซึ่งต้องใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในการผลิตกันเลยทีเดียว (ตัวอย่างงานวิจัยประเภทนี้ที่ผมหาเจอในกูเกิลคือ “Isotope engineering of silicon and diamond for quantum computing and sensing applications” อ่านเพิ่มเติมที่ arXiv) นั่นทำให้การสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมเพื่อใช้งานทั่วไปเป็นไปได้ยาก

ทีมวิจัยจึงนำเสนอให้ใช้ “carbon nanospheres” เป็นคิวบิต (carbon-based qubit) โดยวัสดุนี้สามารถรักษาสถานะสปินของอิเล็กตรอนที่อุณหภูมิห้อง 300 K (26.85°C) ได้ยาวนานถึง 175 นาโนวินาที (นานกว่า graphene ถึง 100 เท่า) และผลิตขึ้นมาได้ง่ายเพียงแค่เผาแนฟทาลีนเท่านั้น (ในเปเปอร์รายงานว่าเผาแนฟทาลีนที่อุณหภูมิ 473 K หรือ 199.85°C เป็นเวลา 72 ชั่วโมง) นอกจากนี้ ตัว carbon nanospheres ยังมีสมบัตินำไฟฟ้า (conductivity) และใช้เป็นวัสดุร่วมกับซิลิกอนในการผลิตเป็นวงจรคอมพิวเตอร์ได้อีกด้วย

Choucair เชื่อว่าการค้นพบนี้จะทำให้การสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมเป็นไปได้มากยิ่งขึ้น และเผยว่าขั้นต่อไปของการวิจัยคือการสร้างเกตควอนตัม (quantum gates เหมือนกับ logic gates บนคอมพิวเตอร์ทั่วๆ ไป) สำหรับ carbon nanospheres

งานวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature Communication ผู้ที่สนใจสามารถศึกษาเพิ่มเติมได้ครับ

No Description(ซ้าย) แนฟทาลีน (ขวา) carbon nanospheres ที่ได้มาจากการเผาแนฟทาลีน (ที่มาภาพ - Mohammad Choucair บน The University of Sydney)

ที่มา - The Conversation, The University of Sydney, Cosmos, งานวิจัยตีพิมพ์ในวารสาร Nature Communication

Get latest news from Blognone

Comments

By: hisoft
ContributorWindows PhoneWindows
on 8 August 2016 - 02:42 #931103
hisoft's picture

โอ้ว ข่าวใหญ่มากเลยนะครับนี่ ทุกวันนี้เท่าที่รู้ควอนตัมคอมพิวเตอร์มันใหญ่เพราะระบบหล่อเย็นล้วนๆ เลยนี่นา

By: Jirawat
Android
on 8 August 2016 - 08:54 #931120
Jirawat's picture

แจ่มเลยยยยยย

By: plagapong
AndroidRed Hat
on 8 August 2016 - 08:56 #931121

ข่าวนี้ทำผมขนลุกพอๆ กับผลประชามติ

By: sakuraba
Windows PhoneWindows
on 8 August 2016 - 10:20 #931156 Reply to:931121
sakuraba's picture

หึหึ

By: panurat2000
ContributorSymbianUbuntuIn Love
on 8 August 2016 - 09:35 #931139
panurat2000's picture

นักวิจัยประเทศสวิตเซอร์แลนด์และประเทศเยอรมันนี

เยอรมันนี => เยอรมนี

จะเน้นไปที่การรักษาสถานะสปินของเล็กตรอน

เล็กตรอน => อิเล็กตรอน

By: littletail
ContributorTraineeWindows
on 8 August 2016 - 10:53 #931165 Reply to:931139

แก้แล้วครับ

By: btoy
ContributorAndroidWindows
on 8 August 2016 - 10:53 #931166
btoy's picture

เก่งกันสุดๆจริงๆ ชื่นชมจากใจจริงครับ ขอให้พัฒนาต่อไปได้เร็วๆ


..: เรื่อยไป

By: 100dej
AndroidWindows
on 8 August 2016 - 13:37 #931193

พอรู้ 1 เรื่อง แตกแขนงได้ไปไกลเลยนะเนี่ย

By: osmiumwo1f
ContributorWindows PhoneWindows
on 8 August 2016 - 14:22 #931208
osmiumwo1f's picture

ไม่อยากนึกสภาพชุดแต่งกายของคนที่ต้องเข้าไปซ่อม

By: hisoft
ContributorWindows PhoneWindows
on 8 August 2016 - 15:03 #931218 Reply to:931208
hisoft's picture

พิษมันร้ายแรงขนาดนั้นเลยเหรอครับ? เป็นพิษด้านไหนหว่า

By: osmiumwo1f
ContributorWindows PhoneWindows
on 8 August 2016 - 16:37 #931233 Reply to:931218
osmiumwo1f's picture

เรื่องพิษนี่ผมรู้แค่ว่าก่อนถูกเผามันเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิต ส่วนหลังถูกเผาผมไม่รู้ แต่กลิ่นตอนมันโดนเผานี่เหม็นจนชวนเวียนหัว แถมขนาดใส่หน้ากากยังเหม็นเลยครับ

By: hisoft
ContributorWindows PhoneWindows
on 8 August 2016 - 21:25 #931273 Reply to:931233
hisoft's picture

คือมันน่าจะโดนปิดทับอยู่ในตัว CPU เลยนะครับ ไม่น่าโดนได้ถ้าไม่หักมันออกมาหรืออะไรแบบนั้น

By: osmiumwo1f
ContributorWindows PhoneWindows
on 8 August 2016 - 22:28 #931277 Reply to:931273
osmiumwo1f's picture

อ่านไปอ่านมาผมว่าผมเข้าใจผิด เพราะเนื้อหาข่าวบอกว่าเอา naphthalene ไปเผาเป็น carbon nanospheres แล้วเอา carbon nanospheres ไปใช้กับ quantum computer เพราะฉนั้นไม่น่าจะหลงเหลือ naphthalene ให้ดมครับ

By: hisoft
ContributorWindows PhoneWindows
on 8 August 2016 - 22:41 #931280 Reply to:931277
hisoft's picture

ครับ ผมเข้าใจว่าใช้เฉพาะของที่ได้จากเผามาหมดแล้วไม่เหลือตัวแนฟทาลีนเหมือนกันนะครับ

By: osmiumwo1f
ContributorWindows PhoneWindows
on 8 August 2016 - 22:45 #931281 Reply to:931280
osmiumwo1f's picture

แต่ผมอยากให้คุณ hisoft หาโอกาสสัมผัส "กลิ่น naphthalele ถูกเผา" ซักครั้ง...

By: hisoft
ContributorWindows PhoneWindows
on 8 August 2016 - 22:53 #931288 Reply to:931281
hisoft's picture

5555 ไม่เคยโดนกับตัวแต่เคยได้ยินคำร่ำลือมาครับ ถ้าได้ลองสักครั้งก็อาจจะดีนะครับจะได้ฝังใจ

By: Kittichok
Contributor
on 8 August 2016 - 20:53 #931268 Reply to:931218

น่าจะรอคนรู้เคมีมาอธิบายดีกว่า ในส่วนนี้ผมจับแพะชนแกะ ถ้าต้องการข้อมูลถูกต้องให้ข้ามไปดีกว่านะ

ในวิกิลงสมการนี้ไว้ โดย C10H8 คือแนฟทาลีน
C10H8 + 4.5 O2 → C6H4(CO)2O + 2 CO2 + 2 H2O
ซึ่ง C6H4(CO)2O คือ Phthalic Anhydride ทำให้ระคายเคืองผิวหนัง ดวงตา และระบบทางเดินหายใจ อย่างรุนแรง

By: hisoft
ContributorWindows PhoneWindows
on 8 August 2016 - 21:24 #931271 Reply to:931268
hisoft's picture

ขอบคุณครับ แต่ผมคิดว่ามันน่าจะมีไม่เยอะแล้วไม่สามารถสัมผัสได้ถ้าไม่พังมันออกมาก่อน? แบบอาจจะใส่ไว้ไม่กี่อะตอมในพื้นที่ปิด?

By: Kittichok
Contributor
on 8 August 2016 - 23:29 #931301 Reply to:931271

อา...สมการที่ผมเอามาบอกคือตอนที่แนฟทาลีนโดนเผาตามปกติ แต่ถ้ากลายสภาพเป็น carbon nanospheres ตามบทความแล้วไม่รู้ว่าจะมีองค์ประกอบยังไง ผมเข้าใจว่าเนื้อหาในในวารสาร Nature Communication น่าจะมีอธิบายไว้บ้าง แต่ผมยังอ่านไม่เข้าใจน่ะครับ

By: ZeaBiscuit
iPhoneAndroidUbuntuWindows
on 8 August 2016 - 15:12 #931220 Reply to:931208
ZeaBiscuit's picture

หมายถึง absolute zero ใช่ไหมครับ ?

By: Kittichok
Contributor
on 8 August 2016 - 20:42 #931266

งานนำเสนอนี้น่าสนใจในเรื่องเด่นที่คงสถานะที่ทำงานได้ในอุณภูมิห้องและวัตถุที่หาไม่ยากนัก (ตอนนี้ก็อยู่ในห้องน้ำกับตู้เสื้อผ้าบ้านผม :P )
ส่วนแกรฟีนอดเป็นตัวเอกไปอีกเรื่อง