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I T / 전자전기

번호 : 1127 작성자 : master  쪽지보내기 작성일 : 2012-01-27 조회수 : 3082
제목 :

MRI 및 양자 컴퓨터 개발을 위한 나노 크기의 스피커

미국 조인트 양자 연구소(JQI)와 덴마크 코펜하겐에 위치한 닐스 보어 연구소 그리고 하버드 대학의 연구진은 빛을 이용하여 어떻게 약한 전기적 신호를 검출하고 전기 회로를 냉각시킬 수 있는지에 대한 이론을 개발하였다. 이것은 나노크기의 스피커와 매우 비슷하다. 실험으로 이 이론이 검증되면, 이 연구는 낮은 출력의 라디오 신호, 자기 공명 영상과 양자 정보 과학의 개발에 크게 기여를 할 수 있을 것으로 예상된다.




JQI 연구진은 나노기계 멤브레인의 운동 또는 스피커를 이용하여 미세한 전기적 신호를 증폭시킬 수 있는 방법을 발견하였다. 만약에 실험적으로, 이 방법이 증명된다면 이 기술은 자기 공명 영상 및 양자 정보 과학에 요긴하게 쓰일 수 있을 것이다. 제안된 디바이스의 도식은 원자들 그룹의 양자 역학적 "스핀"에 의해서 발생된 신호를 검출하는데 사용될 수 있다는 것을 보여주고 있다. 원자들은 전기 축전기를 형성하는 마이크로스케일의 와이어에 연결된 코일(L)안에서 미약한 라디오 주파수 신호를 발생시킨다.

이것은 나노멤브레인을 진동시키고, 그 결과 레이저 광 공동의 공명 주파수에 영향을 주게 된다. 출력은 원래 레이저 주파수에 원자의 주파수가 더해진 주파수의 빛이다. JQI는 미국 표준 기술 연구소와 매릴랜드 대학의 공동 연구 기관이다. JQI의 물리학자인 제이크 테일러는 그들의 연구는 나노기계 멤브레인과 전기 회로를 결합하는 것이라고 말하였다. 이렇게 함으로써 극도로 미약한 전기 신호가 세기의 함수로써 멤브레인을 미세하게 떨리게 만들고 레이저에서 입사된 포톤이 멤브레인에서 반사될 때 반사된 빛의 변조를 측정함으로써 신호를 읽는 것이다.

이것은 빛이 멤브레인의 운동에 의해서 이동하기 때문에 가능하며, 이것은 빛의 파장 변화를 가져온다. 빛의 파장을 측정하는 현재 기술은 매우 민감하며, 이것은 극도로 미약한 전기적 신호에 의해서 야기된 스피커의 나노스코픽 운동을 검출하는데 이상적이 되게 한다. 그리고 극도로 미약한 전기적 신호를 측정할 수 있는 능력은 MRI 의료 과정을 훨씬 더 쉽게 할 수 있을 것이다.

MRI장비는 강력한 초전도체 자석때문에 매우 부피가 크다. 그러나 읽기에 필요한 신호의 세기를 줄일 수 있다면, 자석의 세기와 크기를 줄일 수 있다고 테일러는 말하였다. 이것은 조용하게 작동하는 MRI를 갖게 될 수 있을 것이라는 것을 의미한다고 그는 덧붙였다. 동일한 장비로 하나의 큐빗에서부터 다른 것으로 정보 전달 포톤을 생성하는데 사용될 수 있을 것이라고 테일러는 설명하였다.

일반적인 양자 정보 시스템 디자인은, 현재 컴퓨터로는 불가능한 특정한 계산을 수행하기 위해 양자 현상의 특이함을 이용하는 얽힌 입자들인, 큐비트들 사이에서 정보를 전달하는데 빛을 사용한다. 나노스피커는 양자 프로세서에서 나온 낮은 에너지 신호를 광학적 포톤으로 전달하는데 사용될 수 있을 것이다. 여기서 포톤들은 하나의 큐비트에서 다른 큐비트로 전달되고 검출 될 수 있다. 계산에 따르면, 작은 스피커의 기계적 운동을 포톤으로 전달하는 것은 시스템으로부터 상당한 양의 열을 뽑아낼 수 있어서, 시스템의 노이즈를 줄이고 더 향상된 신호 검출을 제공하여 줄 수 있을 것이라고 연구진은 말하였다.


출처: nanowerk.com

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