یک گرنت ۵۰۰ هزار دلاری به مدت ۵ سال برای توسعه فناوری نقاط کوانتومی در بخش محاسبات و حسگری کوانتومی اختصاص یافته است.
دریافت گرنتی برای توسعه نقاط کوانتومی در بخش محاسبات
یوئیچی میاهارا، استادیار گروه فیزیک دانشگاه ایالتی تگزاس، گرنت برنامه توسعه شغلی زودرس دانشکده (CAREER) را از بنیاد ملی علوم (NSF) دریافت کرد. این گرنت به مبلغ ۵۰۰ هزار دلار بوده و به مدت ۵ سال به میاهارا اعطاء می‌شود تا روی تعیین مشخصات کیوبیت‌های نقطه کوانتومی با کمک تشدید کننده مکانیکی قابل اسکن کار کند. برنامه فیزیک ماده حالت جامد (CMP) بنیاد ملی علوم از پشتیبان‌های این پروژه است. برنامه CMP از پروژه‌های نظری و عملی در بخش فیزیک بنیادی سیستم‌های ماده متراکم پشتیبانی می‌کند.
برنامه CAREER معتبرترین گرنت NSF را در حمایت از اعضای هیات علمی ارائه می‌دهد که با محققان برجسته پشتیبانی شده و آموزش و تحقیقات را با هم ترکیب می‌کند.
تحقیقات محاسبات کوانتومی در حال حاضر از بیت‌های کوانتومی ابررسانا یا کیوبیت‌ها استفاده می‌کند، اما نوع دیگری از بیت کوانتومی، معروف به کیوبیت‌های نقطه کوانتومی، می‌تواند با استفاده از همان فناوری مورد استفاده در ساخت دستگاه‌های میکروالکتریکی رایج مانند ریزپردازنده‌ها، ساخته شود.
این نوع دوم کیوبیت، پتانسیل بالایی دارد اما به اندازه نمونه‌های مورد استفاده در کامپیوترهای کوانتومی کنونی توسعه نیافته است. تحقیقات میاهارا به‌طور بالقوه مسیر را برای انبوهی از مواد جدید برای استفاده در محاسبات کوانتومی و سایر کاربردها باز می‌کند.
میاهارا می‌گوید: «تحقیقات من روی اندازه‌گیری کیوبیت‌های نقطه کوانتومی متمرکز است. اطلاعات کوانتومی در چرخش الکترون رمزگذاری می‌شوند، اما اندازه‌گیری چرخش الکترون بسیار دشوار است. اطلاعات چرخش الکترون به یک بار الکتریکی تبدیل می‌شود و اندازه‌گیری بارهای الکتریکی بسیار آسان‌تر است، البته هنوز چالش‌هایی وجود دارد زیرا ما در مورد مقدار بسیار کمی بار صحبت می‌کنیم. پیش‌تر، بار الکتریکی توسط حسگرهای مکانیکی اندازه‌گیری می‌شد، زیرا بار الکتریکی یک میدان الکتریکی تولید می‌کند. تحقیقات من توسعه این فناوری قدیمی برای اندازه‌گیری نیروی الکتریکی با استفاده از مکانیک است. من روی اندازه‌گیری این نیروی الکتریکی بسیار ضعیف تولید شده توسط یک الکترون با استفاده از تشدید کننده‌های مکانیکی کوچک که نوسان دارند، کار کرده‌ام. من می‌خواهم از این روش برای اندازه‌گیری کیوبیت نقاط کوانتومی و بعد اندازه‌گیری بار الکترون استفاده کنم.»
پس از توسعه، این روش امکان مطالعه طیف گسترده‌ای از نانومواد را به‌عنوان کاندیداهای بالقوه کیوبیت فراهم می‌کند.
این نوع جدید کیوبیت‌ها انرژی حبس الکترون بیشتری دارند و دمای کار بالاتری را نسبت به کیوبیت‌های ابررسانا تحمل می‌کنند. از این کیوبیت‌ها می‌توان برای ساخت کامپیوترهای کوانتومی کاربردی و مقاوم‌تر استفاده کرد. همچنین می‌توان این کیوبیت‌های «مستقل» را برای هموار کردن مسیر تولید حسگرهای کوانتومی استفاده کرد.
رویکرد آزمایشی ایجاد شده در این پروژه همچنین می‌تواند برای بررسی انتقال بار بین مولکول‌ها و همچنین درون یک مولکول مورد استفاده قرار گیرد که از اهمیت زیادی در الکترونیک آلی، الکترونیک مولکولی و بیوشیمی برخوردار است.
