Prelomové objavy v kvantovej výpočtovej technike grafénu

Publikoval: ejrick van newman
12. novembra 2023

Je to materiál oslavovaný ako transformačný prielom vo svete technológií – a jeho potenciál je prakticky neobmedzený.

Grafén, hrubý len jeden atóm, no napriek tomu neuveriteľne silný a vodivý, bol označený ako zásadný prvok pre nespočetné množstvo priemyselných odvetví, od elektroniky po skladovanie energie.

Tento supermateriál, ktorý vznikol v izolovaných laboratóriách pred viac ako desiatimi rokmi, má potenciál spôsobiť revolúciu vo vašom vrecku, podporiť riešenia v oblasti obnoviteľnej energie a dokonca pretvoriť oblasť zdravotnej starostlivosti.

Takže, čo je grafén?

Grafén je jedna vrstva uhlíkových atómov usporiadaná do dvojrozmernej hexagonálnej mriežky. Vyznačuje sa jedinečnou kombináciou pozoruhodných vlastností: je pevnejší ako oceľ, no neuveriteľne ľahký a flexibilný; je to vynikajúci vodič tepla a elektriny.

Pri hlbšom skúmaní potenciálu grafénu, najmä v oblasti kvantových počítačov, však výskumníci čelili osobitným výzvam.

Tomohiro Otsuka, docent na Tohoku University’s Advanced Institute for Materials Research (WPI-AIMR), upozornil na jednu takú výzvu a jej prelom: „Prostredníctvom rf reflektometrie sme mohli identifikovať Coulombove diamanty, čo naznačuje vytvorenie kvantových bodiek v dráhe vedenia, podnietené potenciálnymi variáciami spôsobenými bublinami.“

Takéto jemné prekážky poukazujú na zložitosť využitia vlastností grafénu. Prekážkou zostáva napríklad presné meranie kvantových bitových stavov. Zatiaľ čo tradičné metódy záviseli od nízkofrekvenčnej elektroniky, vyvíjajúce sa pre požiadavky kvantových výpočtov si vyžadujú pokročilejšie a zložitejšie techniky.

Taký je jeho význam a potenciál pre rôznorodé aplikácie, takže jeho využitie sa rýchlo integruje do mnohých priemyselných odvetví, čo ponúka nespočetné množstvo príležitostí na investovanie do grafénu.

V elektronike skúmajú spoločnosti schopnosť vyrábať z grafénu ultratenké a flexibilné obrazovky, čo môže priniesť revolúciu do našich smartfónov a nositeľných zariadení.

Jeho význam sa neobmedzuje len na technologický svet. Výskumníci sa ponárajú do batérií na báze grafénu v energetickom sektore a sľubujú rýchlejšie nabíjacie časy a väčšiu hustotu energie.

Trh s grafénom, ktorý sa vezie na tejto vlne potenciálu, prekvitá. Nedávna správa spoločnosti Grand View Research predpokladala, že globálny trh s grafénom v hodnote 175,9 milióna USD v roku 2022 bude v nasledujúcich rokoch rásť exponenciálne.

Ako pri každej novej technológii aj tu existujú výzvy. Škálovanie výroby pri zachovaní kvality, riadenie nákladov, zabezpečenie environmentálnej udržateľnosti a orientácia v zložitosti kvantovej výpočtovej techniky sú len niektoré z prekážok, ktoré musí grafén prekonať.

Kľúčoví hráči

Spoločnosť PSIQuantum využíva dvojvrstvový grafén v rýchlo sa rozvíjajúcej oblasti kvantových výpočtov. S investíciami viac ako 680 miliónov USD je ich zameranie na kvantové aplikácie dôkazom obrovského potenciálu grafénu.

Ďalšou spoločnosťou, ktorú treba sledovať, je Graphene Manufacturing Group so sídlom v Austrálii. Využívajú vlastnosti grafénu na vytváranie inovatívnych riešení skladovania energie, od batérií až po spevňovanie betónu.

Global Graphene Group so sídlom v USA je veľmocou v oblasti duševného vlastníctva v sektore grafénu, ktorá pracuje na rôznych aplikáciách od pokročilej elektroniky po letecký priemysel.

Nie sú to len startupy a špecializovaní hráči; Technologickí giganti ako Samsung a IBM nalievajú zdroje do výskumu grafénu, pričom cítia jeho transformačný potenciál vo viacerých sektoroch.

Záver

Prísľub grafénu je obrovský a jeho aplikácie sú neobmedzené. Pre investorov, ktorí premýšľajú dopredu, predstavuje grafén vzrušujúcu možnosť. Napriek tomu, ako pri každej novej technológii, aj cesta k širokému prijatiu a komercializácii bude plná výziev.

Cesta grafénu sa len začína, od zvyšovania výroby cez navigáciu v regulačných oblastiach až po zložitosť aplikácií na kvantovej úrovni. Odmeny však môžu byť obrovské pre tých, ktorí sa orientujú v jeho komplexnosti.

Budúcnosť tohto supermateriálu je jasná a jeho potenciálny vplyv na priemyselné odvetvia na celom svete nie je ničím menším ako revolučným.

Zdroj: https://nano-magazine.com/news/2023/10/26/revolutionizing-quantum-computing-with-enhanced-bilayer-graphene-techniques

PREČÍTAJTE SI AJ

NANOČASTICE LIGNÍNU LEPŠIE CHRÁNIA PRED UV ŽIARENÍM

NANOČASTICE LIGNÍNU LEPŠIE CHRÁNIA PRED UV ŽIARENÍM

Inovatívna oblasť kozmetickej vedy nedávno upozornila na lignínové nanočastice (LNP) pre ich výnimočný potenciál pri posilňovaní opatrení na ochranu pred slnkom v rámci produktov starostlivosti o pleť. Tieto nanočastice sú oslavované pre ich vynikajúcu schopnosť...

ROZPRÁVANIE BEZ HLASIVIEK VĎAKA AI

ROZPRÁVANIE BEZ HLASIVIEK VĎAKA AI

Pre ľudí s poruchami hlasu, vrátane tých, ktorí majú patologické stavy hlasiviek alebo ktorí sa zotavujú po operáciách rakoviny hrtana, je často ťažké alebo nemožné hovoriť. To sa môže čoskoro zmeniť. Tím inžinierov z UCLA vynašiel mäkké, tenké a pružné zariadenie s...

PRVÝKRÁT 100% RECYKLOVANÁ VISKÓZA

PRVÝKRÁT 100% RECYKLOVANÁ VISKÓZA

V súčasnosti sa viskózové textílie vyrábajú z biomasy z lesa a úplne recyklovaná viskóza neexistuje. Vedcom z univerzity v Lunde vo Švédsku sa teraz podarilo vyrobiť novú viskózu – z opotrebovaných bavlnených obliečok. Staré textílie po celom svete končia na smetisku...

NANOGÉLY PRE LEPŠIE ZOTAVENIE PORANENEJ MIECHY

NANOGÉLY PRE LEPŠIE ZOTAVENIE PORANENEJ MIECHY

Prevratný vývoj v liečbe poranení miechy predstavuje nový prístup prostredníctvom použitia špecializovanej nanotechnológie. Tento dodávací systém, známy ako nanogél, je duchovným dieťaťom výskumníkov z Politecnico di Milano. Je dômyselne navrhnutý tak, aby sa...

STARODÁVNE MORSKÉ TVORY POMÁHAJÚ MAKKEJ ROBOTIKE

STARODÁVNE MORSKÉ TVORY POMÁHAJÚ MAKKEJ ROBOTIKE

Mäkká robotika je náuka o vytváraní robotov z mäkkých materiálov, ktorá má výhodu flexibility a bezpečnosti pri interakciách medzi ľuďmi. Tieto roboty sú vhodné pre aplikácie od zdravotníckych zariadení až po zvyšovanie efektivity pri rôznych úlohách. Okrem toho,...

NANOTECHNOLÓGIA ZVYŠUJE CHIRURGICKÚ PRESNOSŤ A HOJENIE

NANOTECHNOLÓGIA ZVYŠUJE CHIRURGICKÚ PRESNOSŤ A HOJENIE

Výskumníci z Empa a ETH Zurich predstavili inovatívnu chirurgickú techniku, ktorá prináša revolúciu v spôsobe hojenia rán. Táto nová metóda, ktorá sa líši od tradičného prístupu ihly a nite používaného viac ako 5000 rokov, využíva sofistikovaný proces laserového...

INOVATÍVNE ZARIADENIE ZBIERA A VYTVÁRA UDRŽATEĽNÚ ENERGIU

INOVATÍVNE ZARIADENIE ZBIERA A VYTVÁRA UDRŽATEĽNÚ ENERGIU

Prevratné zariadenie na zber energie inšpirované prírodným svetom je nastavené tak, aby spôsobilo revolúciu v tom, ako vyrábame elektrinu z dažďa a vetra. Táto technológia, ktorú vytvoril tím vedcov, efektívne premieňa energiu z dažďových kvapiek a vetra na elektrickú...

PRELOMOVÉ OBJAVY VO VÝSKUME ĽADU

PRELOMOVÉ OBJAVY VO VÝSKUME ĽADU

Zdanlivo jednoduchá látka ľadu bola predmetom prelomovej štúdie v Národnom laboratóriu v Argonne, ktorá odhalila zložitosť jeho správania pri extrémne nízkych teplotách. Základom tejto štúdie je predtavenie, ktoré sa tradične pozoruje blízko bodu mrazu vody....

ŠKRIDLA, KTORÁ ZNÍŽI NÁKLADY NA VYKUROVANIE AJ CHLADENIE

ŠKRIDLA, KTORÁ ZNÍŽI NÁKLADY NA VYKUROVANIE AJ CHLADENIE

Približne polovica spotreby energie priemernej americkej budovy sa minie na vykurovanie a chladenie. To je veľa vynaložených peňazí, spálených fosílnych palív a záťaže na starnúcu energetickú infraštruktúru v čase vysokých teplôt. Vedci teraz predstavili adaptívnu...

ZBER VODY ZO VZDUCHU POMOCOU SOLÁRNEJ ENERGIE

ZBER VODY ZO VZDUCHU POMOCOU SOLÁRNEJ ENERGIE

Viac ako 2,2 miliardy ľudí v súčasnosti žije v krajinách s nedostatkom vody a OSN odhaduje, že 3,5 milióna ročne zomiera na choroby súvisiace s vodou. Keďže oblasti, ktoré najviac potrebujú lepšiu pitnú vodu, sa nachádzajú aj na niektorých z najslnečnejších miest na...

MIKRORIASOVÉ ROBOTY ZACHYTÁVAJÚCE PLASTY VO VODE

MIKRORIASOVÉ ROBOTY ZACHYTÁVAJÚCE PLASTY VO VODE

Plastový odpad čoraz viac znečisťuje naše oceány a vodné cesty. Keď sa plasty v prostredí rozkladajú, fragmentujú sa na malé kúsky známe ako mikroplasty a nanoplasty. Mikroplasty sú plastové častice s veľkosťou do 5 mm, zatiaľ čo nanoplasty sú menšie ako 1 mikrón....

VYLEPŠENIE PRIETOKOVÝCH BATÉRIÍ NA VODNEJ BÁZE

VYLEPŠENIE PRIETOKOVÝCH BATÉRIÍ NA VODNEJ BÁZE

Dve farebné tekutiny prebublávajúce trubicami: Takto vyzerá batéria budúcnosti? Výskumník Empa David Reber sa rozhodol odpovedať na túto otázku v priebehu nasledujúcich štyroch rokov s podporou grantu Ambizione od Švajčiarskej národnej vedeckej nadácie (SNSF)....

autor

ejrick van newman

Komentáre

0 komentárov