Bu məqalə Science X-in redaksiya prosesinə və siyasətlərinə uyğun olaraq nəzərdən keçirilmişdir. Redaktorlar məzmunun etibarlılığını təmin edərkən aşağıdakı atributları vurğuladılar: Gələcək kvant texnologiyalarını gücləndirə biləcək materialların axtarışı sürətlənir, lakin ən perspektivli namizədlərin müəyyənləşdirilməsi ağrılı şəkildə yavaş qalır. Bir materialın kvant işığını effektiv şəkildə buraxıb-yaymadığını qiymətləndirmək üçün çoxlu sayda mövcud materialın ekranlaşdırılmasını çətinləşdirən intensiv hesablama simulyasiyaları tələb olunur.
İndi Osaka Universitetinin tədqiqatçıları dəqiqlikdən ödün vermədən perspektivli kvant materiallarını sürətlə qiymətləndirən proqnozlaşdırma metodu ilə bu darboğazı aradan qaldırdılar. Onlar tək fotonlar yayan və kvant məlumatlarını saxlayan atom miqyaslı rəng mərkəzlərini qiymətləndirmək üçün yüksək sürətli birinci prinsiplər çərçivəsini qurdular. Tapıntılar npj Computational Materials jurnalında dərc olunub.
Rəng mərkəzləri rabitə, hissetmə və hesablama kimi kvant texnologiyaları üçün perspektivlidir, çünki onlar kvant məlumatını qoruyarkən fərdi fotonlar buraxa bilirlər. Bununla belə, ideal namizədləri müəyyən etmək çətindir, çünki onların səmərəliliyini qiymətləndirmək işıq kimi yayılmaqdansa, kristalın daxilindəki titrəyişlərə nə qədər enerji itirdiyini müəyyən etmək üçün tələbkar hesablamalar tələb edir. Bu itkilərin ölçülməsi ənənəvi olaraq materialların kəşfinə mane olan hesablama baxımından tam simulyasiyalar tələb edir.
Zəhmətli və bahalı ənənəvi yanaşmalardan fərqli olaraq, yeni üsul sadələşdirilmiş nəzəri ifadələrdən istifadə etməklə optik itkilərin qiymətləndirilməsinə imkan verməklə işıq saçan səmərəliliyi tez bir zamanda proqnozlaşdırır. "Praktik kvant texnologiyalarını inkişaf etdirmək üçün bizə çoxlu sayda namizədləri tez bir zamanda yoxlamaq üçün bir yola ehtiyacımız var" deyə aparıcı müəllif Sosuke İwamoto deyir. "Çərçivəmiz optik prosesləri qiymətləndirmək üçün lazım olan hesablamaları kəskin şəkildə asanlaşdırır və axtarışları daha asan edir." Komanda qeyri-radiativ proseslərin səbəb olduğu mürəkkəb optik itkiləri hesablayan yığcam nəzəri düstur əldə etməklə və hesablamanı asanlaşdıran effektiv yaxınlaşma tətbiq etməklə bu hesablama maneəsini aşdı.
Bu yanaşma bir çox bahalı hesablamaları yalnız bir neçə sadə enerji qiymətləndirməsi ilə əvəz edir, eyni zamanda adi üsullarla mükəmməl razılığı saxlayır. Baş müəllif Takuma Kobayashi izah edir: "Bizim metodumuz bir maddi sistemlə məhdudlaşmaqdansa, geniş şəkildə tətbiq oluna bilmək üçün nəzərdə tutulub". "Bu, bir çox yarımkeçirici hostlarda yüksək performanslı rəng mərkəzlərini aşkar etmək üçün praktik yol xəritəsi təqdim edir." Tədqiqat qrupu kvant texnologiyaları üçün aparıcı platforma olan silisium karbidində rəng mərkəzlərini yoxlayaraq çərçivəni nümayiş etdirdi.
Yeni yanaşmadan istifadə edərək, onlar kifayət qədər yüksək fırlanma ilə xarakterizə olunan bir neçə perspektivli spin-qubit namizədlərini uğurla müəyyən etdilər, eyni zamanda artıq eksperimental olaraq nümayiş etdirilmiş emitentləri düzgün müəyyənləşdirdilər. İvamoto qeyd edir: "Proqnozlaşdırma metodu əsas materialdan müstəqil olduğu üçün ondan müxtəlif yarımkeçiricilərdə rəng mərkəzlərini səmərəli şəkildə qiymətləndirmək üçün istifadə edilə bilər". "Bu, həmçinin ultrabənövşəyi şüalardan telekommunikasiya dalğa uzunluqlarına qədər geniş spektri əhatə edən emitentlərə də aiddir." Həm işıq emissiyasını, həm də optik itkiləri nəzərə alaraq parlaq, səmərəli kvant emitentlərini sürətlə müəyyən etməyə imkan verməklə, bu yeni çərçivə kvant rabitəsi, hissetmə və hesablama texnologiyaları üçün materialların kəşfini kəskin surətdə sürətləndirə, praktik kvant cihazlarını reallığa bir addım yaxınlaşdıra bilər.
Xülasə — davamını mənbədə oxuyun.
