X
יומן ראשי
חדשות תחקירים
כתבות דעות
סיפורים חמים סקופים
מושגים ספרים
ערוצים
אקטואליה כלכלה ועסקים
משפט סדום ועמורה
משמר המשפט תיירות
בריאות פנאי
תקשורת עיתונות וברנז'ה
רכב / תחבורה לכל הערוצים
כללי
ספריה מקוונת מיוחדים ברשת
מגזינים וכתבי עת וידאו News1
פורמים משובים
שערים יציגים לוח אירועים
מינויים חדשים מוצרים חדשים
פנדורה / אנשים ואירועים
אתרים ברשת (עדכונים)
בלוגרים
בעלי טורים בלוגרים נוספים
רשימת כותבים הנקראים ביותר
מועדון + / תגיות
אישים פירמות
מוסדות מפלגות
מיוחדים
אירועי תקשורת אירועים ביטוחניים
אירועים בינלאומיים אירועים כלכליים
אירועים מדיניים אירועים משפטיים
אירועים פוליטיים אירועים פליליים
אסונות / פגעי טבע בחירות / מפלגות
יומנים אישיים כינוסים / ועדות
מבקר המדינה כל הפרשות
הרשמה למועדון VIP מנויים
הרשמה לניוזליטר
יצירת קשר עם News1
מערכת - New@News1.co.il
מנויים - Vip@News1.co.il
הנהלה - Yoav@News1.co.il
פרסום - Vip@News1.co.il
כל הזכויות שמורות
מו"ל ועורך ראשי: יואב יצחק
עיתונות זהב בע"מ
X
יומן ראשי  /  כתבות
מימין: אוראל בכלר, גבריאל גנדלמן, ד"ר ברק דיין, איתי שומרוני, אורי מור, יוליה לובסקי וסרג׳ רוזנבלום. סופרפוזיציה [צילום: רואיה מידן וצלמי מכון ויצמן למדע]
רואים את האור
מדעני מכון ויצמן למדע הצליחו, לראשונה בעולם, לבנות מעין טרנזיסטור פוטוני: אטום יחיד שמבצע מיתוג לפוטונים בודדים

היחידה הבסיסית של המחשבים האלקטרוניים בני-זמננו, הטרנזיסטור, יכולה להימצא באחד משני מצבים אפשריים (למשל, אפס או אחד). לפיכך, בדיקת הפתרונות באמצעותו נעשית באופן סדרתי. לעומת זאת, טרנזיסטור קוונטי עשוי להימצא במספר מצבים בעת ובעונה אחת. תכונה זו עומדת בבסיס המאמץ לבניית מחשבים קוונטיים, אשר, כך מקווים, יוכלו לבדוק מספר עצום של פתרונות באופן מקבילי, וכך להיות יעילים ומהירים לאין שיעור מהמחשבים של ימינו.
יכולת הפעולה המקבילה של טרנזיסטור קוונטי נובעת מתכונה בסיסית של תורת הקוונטים: חלקיקים הנתונים במערכת סגורה יכולים להימצא בעת ובעונה אחת בכמה מצבים. תופעה זו, הקרויה סופרפוזיציה, מתקיימת רק אם איש אינו צופה בחלקיקים או מודד אותם. כלומר, כאשר צופים במערכת קוונטית או מודדים אותה, הקיום המקבילי שלה קורס אל אחת מאפשרויות הקיום "בלבד". לכן, כדי לשמור על יכולת הפעולה המקבילית של טרנזיסטור, אסור "להציץ" אל תוך המערכת. מבחינה מעשית, משמעות הדבר היא שהמערכת חייבת להיות מבודדת היטב, כדי למנוע כל דליפה של מידע ממנה החוצה, וכי יש למנוע כל אינטראקציה בין רכיבי המערכת לבין עצמם, ובינם לבין הסביבה החיצונית.
למעשה, שימור מוחלט של הסופרפוזיציה אפשרי כיום רק במערכות פשוטות ביותר, המורכבות, למשל, מאטומים בודדים, אשר מתקשרים זה עם זה באמצעות פוטונים (חלקיקי אור) בודדים. הפוטונים הם מועמדים טובים במיוחד לשמש כבסיס לתקשורת בתוך מערכות קוונטיות כאלה, משום שמטבעם הם אינם יוצרים אינטראקציות בקלות.
כעת עשו ד"ר ברק דיין וחברי קבוצתו - איתי שומרוני, סרג' רוזנבלום, יוליה לובסקי, אוראל בכלר וגבריאל גנדלמן - מהמחלקה לפיסיקה כימית שבפקולטה לכימיה במכון ויצמן למדע, צעד משמעותי בכיוון זה. הם הצליחו, לראשונה בעולם, לבנות טרנזיסטור פוטוני - התקן קוונטי המבוסס על אטום בודד שמבצע פעולת מיתוג לפוטונים בודדים (בדומה לטרנזיסטור אלקטרוני שממתג זרמים חשמליים).
בלב המערכת שפיתחו המדענים מצוי אטום אשר יכול להימצא באחד משני מצבים, ובהתאם לכך מעביר פוטונים ימינה או שמאלה - לפי הוראה שקיבל מהפוטון הקודם. במצב אחד הוא מזרים את הפוטונים המגיעים מימין - שמאלה; כאשר פוטון מגיע משמאל, הדבר גורם להחזרתו באותו כיוון, ולהיפוך מצבו של האטום. במצב ההפוך מוזרמים פוטונים המגיעים משמאל ימינה, ופוטון המגיע מימין מוחזר, והופך בחזרה את מצבו של האטום. כך נוצר מפסק מתחלף, אשר מופעל אך ורק באמצעות פוטונים בודדים - ללא צורך בהפעלת שדות חיצוניים אחרים על המערכת. הודות לכך אפשר עקרונית לצרף את היחידות הבסיסיות זו לזו למערכת מורכבת. היחידות יעבירו ביניהן את זרם הפוטונים, וכל אחת מהן תפעיל את הבאה בתור ותקבע את כיווניותה.

אילוסטרציה: הטרנזיסטור הפוטוני. בליבו אטום יחיד (בכתום) המנתב פוטונים (בצהוב) בכיוונים שונים [צילום: באדיבות דוברות מכון ויצמן למדע]
▪  ▪  ▪

הישג זה, שהתפרסם באחרונה בכתב-העת המדעי Science, התאפשר בזכות שילוב של שתי טכנולוגיות חדשניות. האחת מאפשרת ללכוד ולקבע אטומים בתוך תא ריק באמצעות קרני לייזר ושדות מגנטיים למשך פרק זמן ארוך דָיו כדי לקיים מפגש עם זרם הפוטונים. טכנולוגיה נוספת אחראית להביא את הפוטונים למפגש. לכידתם מתבצעת במהודים (רזונטורים) זעירים על שבב, בהם מסתובבים הפוטונים פרק זמן ממושך. מהודים מסוג זה, המיוצרים בשיטות פוטו-ליטוגרפיות הדומות לטכנולוגיה שבה מיוצרים שבבים, נחשבים למהודים הטובים בעולם כיום, והם מאפשרים את האינטראקציה המבוקרת היטב בין הפוטונים לבין האטום. ד"ר דיין היה שותף למאמץ לשלב שתי טכנולוגיות אלה לפני מספר שנים, בזמן מחקרו הבתר-דוקטוריאלי במכון הטכנולוגי של קליפורניה, וכיום מעבדתו במכון ויצמן למדע היא אחת מקומץ מעבדות ברחבי העולם המיישמות אותן.
"הדרך לבנייתו של מחשב קוונטי עדיין ארוכה", אומר ד"ר דיין, "אך המערכת שיצרנו ממחישה עקרונות בסיסיים שעשויים להיות ישימים בארכיטקטורות עתידיות של מחשב כזה. העקרונות שהדגמנו בהתקן הזה, שבו אטום בודד מתפקד כטרנזיסטור - או כמתג מתחלף - לפוטונים, יכולים להוות בסיס לבניית רשתות קוונטיות עתידיות שבהן יהיו הרבה התקנים פאסיביים המתַקשרים זה עם זה רק באמצעות פוטונים, כולל רשתות שיהיו מבוססות על מרכיבי בסיס שאינם בהכרח אטומים. במחקרים הבאים אנו מקווים להדגים עוד התקנים כאלו, שיופעלו אך ורק על-ידי פוטונים, כמו למשל זיכרון קוונטי או שער לוגי".

פורסם במקור: מכון ויצמן למדע, מסע הקסם המדעי
השתתפו ביצירת הכתבה חברי צוות המחלקה לתקשורת, מכון ויצמן למדע.
תאריך:  11/12/2014   |   עודכן:  11/12/2014
שתף:

מועדון VIP להצטרפות הקלק כאן
פורומים News1
כללי חדשות רשימות נושאים אישים פירמות מוסדות
אקטואליה מדיני/פוליטי בריאות כלכלה משפט
סדום ועמורה עיתונות
רואים את האור
הודעות  [ 1 ] מוצגות  [ 1 ]  כתוב הודעה 
1
כל הכבוד!! למרות שלא הבנתי
מדמוני אסף  |  13/12/14 15:02
 
פורום: מכון ויצמן
 
תגובות בפייסבוק
רשימות קודמות
ישראל חלד
סופגניה לאחר אכילה, מאפשרת לקיבה שלכם להתמודד טוב יותר עם מזונות מחוללי צרבת    העדיפו את הסופגניה הקלאסית מאשר את המצופות
שיפי חריטן
הם היו קבוצת חברים שהעבירו "נייעס" במירס, והחליטו להפוך את הקבוצה לארגון חסד. כך נולד ארגון עזרה ראשונה בדרך - ידידים    ראיון עם אחראי המתנדבים הארצי, רפאל ברכץ
עליס בליטנטל
עד כמה יכולה תאוות בשרים להוריד את האדם לשפל, ולהביאו לידי רצח? המחזה בתיאטרון הבימה, שנעשה על-פי הסרט של ג'יימס דירדן שלא יישכח "חיזור גורלי", עדיין אקטואלי ועוד יותר מאשר אז. הקנאה שגורמת לטירוף פושה גם כאן וכיום
מכון ויצמן למדע
מודל חדש, הקרוי מודל הגידול, שהוצע על-ידי פרופ' טל אלכסנדר ממכון ויצמן למדע, מסביר את תהליך ההיווצרות של חורים שחורים עצומים
אלי אלון
נחל שפירים הוא אחד מהנחלים הפחות מוכרים ומטוילים בארץ, וזאת על-אף מיקומו במרכז הארץ. לאורך עשרות שנים סבל מאירועים חוזרים ונשנים של זיהום, שפגעו באיכות המים בבתי הגידול החי ובעושר המגוון הביולוגי שהיה קיים בו ובסביבתו בעבר. בעשור האחרון מנסים לשקמו ולשפר את מצבו אולם עדיין מצב הנחל רחוק מלהיות אידיאלי
רשימות נוספות
אמנית, מציירת, מדענית  /  מכון ויצמן למדע
מחיר הסטייק  /  מכון ויצמן למדע
שערים לוגיים, מחשבים ביולוגיים  /  מכון ויצמן למדע
כל הזכויות שמורות
מו"ל ועורך ראשי: יואב יצחק
עיתונות זהב בע"מ New@News1.co.il