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

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....

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....

Multimodálne e-textílie na báze grafénu

Multimodálne e-textílie na báze grafénu

Prvýkrát v histórii spoločný výskumný tím z Kórejského inštitútu strojov a materiálov (KIMM) a Kórejského pokročilého inštitútu vedy a techniky (KAIST) vyvinul prispôsobené elektronické textílie s použitím grafénu. Prelomovú technológiu viedol hlavný výskumník...

Magnetický materiál čistí mikroplasty z vody

Magnetický materiál čistí mikroplasty z vody

Výskumníci z univerzity RMIT našli inovatívny spôsob, ako rýchlo odstrániť nebezpečné mikroplasty z vody pomocou magnetov. Vedúca výskumu profesorka Nicky Eshtiaghi uviedla, že existujúcim metódam môže trvať niekoľko dní odstránenie mikroplastov z vody, zatiaľ čo ich...

autor

ejrick van newman

Komentáre

0 komentárov