מחקר בגובה העיניים

מחקר בגובה העיניים

מפעל ייחודי של הקרן הלאומית למדע שמטרתו להנגיש את הישגי המחקרים הממומנים על ידה לציבור הרחב.

עובדות ומספרים

< חזרה למחקרים
פרופ' ערן סלע
בית ספר לפיזיקה ואסטרונומיה, חומר מעובה
אוניברסיטת תל-אביב
מדעים מדוייקים וטכנולוגיה
תקופת המחקר
2013-2017

מסייעים לבנות את מחשבי העתיד

חוקרים פיתחו חומרים טופולוגיים, שהאלקטרונים שלהם יכולים להיות מוליכי חשמל ומבודדים בו-זמנית. כך, הם עשויים לתרום לבניית מחשבים קוונטיים שיוכלו לאחסן מידע חישובי בכמויות אדירות

נכתב ע''י ערן סלע, 15 אוק 2018

כל החומרים בטבע בנויים מאטומים וממצבי צבירה יומיומיים כגז, נוזל ומוצק, וממצבי צבירה מורכבים יותר כגון מגנטיות או מוליכות-על (הולכה חשמלית ללא התנגדות). בשנים האחרונות התגלו חומרים שמתנהגים אחרת – חומרים טופולוגיים שמם – שתכונותיהם, כגון הולכת חשמל, נשארות זהות או דומות גם כאשר מבצעים בהם שינויים צורניים (כגון חיתוכים שונים) רציפים. חומרים טופולוגיים מתאפיינים באלקטרונים בעלי התנהגות קוונטית, כלומר: הם יכולים בו-זמנית להיות מוליכי חשמל או מבודדים (תכונה שנקראת סופרפוזיציה). כך, הם עשויים לסייע מבחינת יישומים עתידיים כגון בניית מחשב קוונטי. מכניקת הקוונטים היא תורה שמתארת את עולם החלקיקים בקנה מידה זעיר. בעולם המחשוב הקוונטי מנצלים תכונות קוונטיות ייחודיות (כגון סופרפוזיציה) לשיפור משמעותי של כוח החישוב. במחקר זה פיתחנו גישה חדשה לבניית חומרים טופולוגיים כחלק מהרצון לתרום לפיתוח המחשוב הקוונטי. הרכבנו חוטים חד-ממדיים (ננומטריים) ממוליכים למחצה (חומרים שבטמפרטורת החדר מוליכים חשמל, ובקירור אינם עושים זאת. כלומר, מבודדים) וממוליכי-על כגון אלומיניום. לאחר הרכבת מערכי חוטים כאלו, הפעלנו עליהם שדה מגנטי (הפעלת כוח על מגנטים וזרמים חשמליים) וכך הפכנו אותם לחומרים טופולוגיים. בסופו של דבר, בקצה החוטים הללו נצפו חלקיקים מסוג מיורנה (שאת קיומם חזה הפיזיקאי האיטלקי אטורה מיורנה, 1938-1906); כל זוג מיורנה מורכב משני חלקיקים שמרוחקים זה מזה אך אוגרים ביט (מנה של מידע חישובי) משותף. תופעה זו יכולה למנוע הפרעות להתנהגותו הקוונטית (הסופרפוזיציה) של הביט. כך היא יכולה לסייע בפיתוח מחשבים קוונטיים מרובי ביטים, שיוכלו לאחסן מידע חישובי בכמויות אדירות.

פורסם בתאריך - 06-נובמבר-2019 - התכנים נכונים ליום הפרסום

מילות מפתח

topological phases
Majorana fermion
quantum computation
Quantum Hall effect
Kondo effect
פורסם בתאריך - 06-נובמבר-2019 - התכנים נכונים ליום הפרסום