Tag: proposed

کولوراڈو میں اسپین سینٹر فار فزکس میں، ویرینن نے اس مسئلے پر اسرائیل کے ویزمین انسٹی ٹیوٹ آف سائنس کے ایک ساتھی ڈاکٹر یوول اوریگ کے ساتھ بات چیت کی، جس نے اس رکاوٹ کو دور کرنے میں مدد کی۔ ٹیم نے اپنے حساب کی اس نئی تفہیم کو ایک کوانٹم ڈیوائس تجویز کرنے کے لیے استعمال کیا جس کا تجرباتی طور پر تجربہ کیا جا سکتا ہے تاکہ ابھرتے ہوئے ذرات جیسے کہ فبونیکی اینون کا ادراک کیا جا سکے۔ انہوں نے اپنے نتائج \”ملٹی چینل ٹوپولاجیکل کونڈو اثر\” شائع کیے ہیں۔ جسمانی جائزہ کے خطوط 10 فروری 2023 کو۔

کنڈینسڈ مادّے کا نظریہ طبیعیات کا ایک شعبہ ہے جو کہ مطالعہ کرتا ہے، مثال کے طور پر، الیکٹرانک کوانٹم سسٹمز کی خصوصیات، جس میں ٹیکنالوجیز جیسے سپر کنڈکٹرز، ٹرانزسٹرز، یا کوانٹم کمپیوٹنگ ڈیوائسز کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ اس میدان میں چیلنجوں میں سے ایک بہت سے الیکٹرانوں کے کوانٹم مکینیکل رویے کو سمجھنا ہے، جسے \”بہت سے جسم کا مسئلہ\” بھی کہا جاتا ہے۔ یہ ایک مسئلہ ہے کیونکہ یہ صرف نظریاتی طور پر بہت محدود معاملات میں ماڈلنگ کی جا سکتی ہے۔ تاہم، ان محدود صورتوں میں بھی، بھرپور ابھرتے ہوئے مظاہر جیسے کہ اجتماعی اتیجیت یا جزوی طور پر چارج شدہ ابھرتے ہوئے \”نصف\” ذرات ابھرتے ہیں۔ یہ مظاہر الیکٹرانوں کے درمیان پیچیدہ تعامل کا نتیجہ ہیں اور نئے مواد اور ٹیکنالوجیز کی ترقی کا باعث بن سکتے ہیں۔

\”ہمارے مقالے میں، ہم ایک کوانٹم ڈیوائس تجویز کرتے ہیں جو نظریاتی طور پر ماڈلنگ کرنے اور مستقبل میں تجرباتی طور پر جانچنے کے لیے کافی آسان ہے، لیکن غیر معمولی ابھرتے ہوئے ذرات کو ظاہر کرنے کے لیے کافی پیچیدہ بھی ہے،\” ویرینن کہتے ہیں۔ \”ہمارے نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ مجوزہ ڈیوائس ایک ابھرتے ہوئے ذرے کو محسوس کر سکتی ہے جسے Fibonacci Anyon کہا جاتا ہے جسے کوانٹم کمپیوٹر کے بلڈنگ بلاک کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اس وجہ سے یہ ڈیوائس کوانٹم کمپیوٹنگ ٹیکنالوجی کی ترقی کے لیے ایک امید افزا امیدوار ہے۔\”

اس دریافت کو مستقبل کے کوانٹم کمپیوٹرز میں اس طریقے سے استعمال کیا جا سکتا ہے جو کسی کو ان کو decoherence یعنی شور کے خلاف زیادہ مزاحم بنانے کی اجازت دیتا ہے۔

ان کی اشاعت کے مطابق، ٹیم نے ایک ٹوپولوجیکل کونڈو ماڈل کی جسمانی طور پر حوصلہ افزائی کرنے والے N-چینل کو عام کرنا متعارف کرایا۔ سب سے آسان کیس N = 2 سے شروع کرتے ہوئے، وہ ایک مستحکم انٹرمیڈیٹ کپلنگ فکسڈ پوائنٹ کا اندازہ لگاتے ہیں اور اس کے نتیجے میں کم درجہ حرارت کی ناپاک انٹروپی کا اندازہ لگاتے ہیں۔ ناپاکی کی اینٹروپی اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ ایک ابھرتی ہوئی فبونیکی اینون کو N = 2 ماڈل میں محسوس کیا جا سکتا ہے۔

لی کے مطابق، \”ایک فبونیکی اینون اس خاصیت کے ساتھ ایک ابھرتا ہوا ذرہ ہے کہ جیسے جیسے آپ سسٹم میں مزید ذرات شامل کرتے ہیں، کوانٹم سٹیٹس کی تعداد بڑھتی جاتی ہے جیسے فبونیکی ترتیب، 1، 2، 3، 5، 8، وغیرہ۔ سسٹم میں، ایک چھوٹا کوانٹم ڈیوائس کنڈکشن الیکٹران لیڈز سے منسلک ہوتا ہے جو اس ڈیوائس کو ضرورت سے زیادہ اسکرین کرے گا اور اس کے نتیجے میں ایک ابھرتی ہوئی فبونیکی اینیون ہو سکتی ہے۔\”

ٹیم نے متعدد پیشن گوئیاں بھی کیں جن کا تجرباتی طور پر مستقبل کے کوانٹم ڈیوائسز میں تجربہ کیا جا سکتا ہے۔

\”ہم اپنے نتائج کے تجرباتی طور پر قابل مشاہدہ دستخط حاصل کرنے کے لیے صفر درجہ حرارت کی نجاست کی انٹراپی اور کنڈکٹنس کا جائزہ لیتے ہیں۔ بڑی N کی حد میں ہم درجہ حرارت پر منحصر کنڈکٹنس کو بیان کرنے والے مکمل کراس اوور فنکشن کا جائزہ لیتے ہیں،\” Vayrynen کہتے ہیں۔

یہ تحقیق اس سلسلے کی پہلی تحقیق ہے جس پر لی اور ویرینن کی پرڈیو ٹیم کام کرے گی۔ انہوں نے جرمنی میں میکس پلانک انسٹی ٹیوٹ فار سالڈ اسٹیٹ ریسرچ کے ایک سینئر سائنسدان ڈاکٹر ایلیو کونگ کے ساتھ تعاون کیا، اور 20 اکتوبر 2022 کو ایک پری پرنٹ arXiv (2210.16614) میں ایک متعلقہ کام، \”Topological Symplectic Kondo Effect\” پوسٹ کیا۔

یہ تحقیق کوانٹم سائنس سینٹر کے تعاون سے کام پر مبنی تھی، جو کہ امریکی محکمہ توانائی نیشنل کوانٹم انفارمیشن سائنس ریسرچ سینٹر ہے جس کا صدر دفتر DOE کی Oak Ridge نیشنل لیبارٹری میں ہے۔ ڈاکٹر یونگ چن، طبیعیات اور فلکیات کے پروفیسر کارل لارک ہورووٹز اور الیکٹریکل اور کمپیوٹر انجینئرنگ کے پروفیسر، QSC کے گورننس ایڈوائزری بورڈ میں ہیں، اور پرڈیو مرکز کے بنیادی شراکت داروں میں سے ایک ہے۔