سرویس جامعه جوان آنلاین: بیان کریمی، دانش‌آموخته دانشکده فنی دانشگاه تهران، موفق به ساخت یک آشکارساز کوانتومی شده که در مقیاس میکرومتری قرار دارد و هزار بار از موی انسان نازک‌تر است. این وسیله مهم از لحاظ عملکردی در بالاترین سطح ممکن ارزیابی شده است.
پایان ۱۶ سال رقابت محققان
سال‌های طولانی است که محققان حوزه فیزیک در جهان به‌دنبال ساخت یک آشکارساز کوانتومی هستند. نخستین بار در سال ۲۰۰۴ پژوهشگران برای ساخت کامپیوتر‌های کوانتومی به اختراع آشکارساز روی آوردند که تا امروز به‌جز محققان هموطنمان دیگر پژوهشگران جهان در این عرصه ناموفق بوده‌اند. آشکارساز کوانتومی بخشی مهم در ساختار کامپیوتر‌های کوانتومی است که به انتقال الکترون و مکان‌یابی آن کمک می‌کند؛ یعنی برخلاف کامپیوتر‌های کنونی که هر بیت آن صفر یا یک است در کامپیوتر‌های کوانتومی غیر از صفر و یک مقداری بین این دو عدد هم می‌تواند باشد که این مقدار از سوی آشکارساز کوانتومی تعیین می‌شود. بیان کریمی در رشته برق در دانشکده فنی دانشگاه تهران تحصیل کرد و سپس برای ادامه تحصیل به دانشگاه آلتو Aalto شهر ماکرونووا فنلاند رفت. وی تاکنون ۱۰ مقاله از دستاورد‌ها و اختراعاتش را با همکاری دیگر محققین انجام داده و در نشریات علمی جهان منتشر کرده است.
جایگاه ویژه برای اختراع ایرانی
کریمی درباره دستاورد‌ش در مقاله‌ای که نیچر از وی منتشر کرده، نوشته است: «ما از تکنیک‌های مسیر کوانتومی استفاده می‌کنیم تا یک مجموعه واقع‌بینانه از یک کیوبیت ابر رسانا برای افزایش راندمان آشکارسازی کنیم. قراردادن کیوبیت‌ها در حالت‌های شکننده کوانتومی و نگهداری آن‌ها در این وضعیت، نیازمند شرایط بسیار دشوار (نزدیک به صفر مطلق) است. برای ایجاد این شرایط ویژه، از ساختاری در اندازه‌های میکرومتر استفاده کرده‌ایم تا شناساگر ما تابش را از حالت‌های کوانتومی جذب کند و انتظار می‌رود میزان انرژی آن‌ها و چگونگی تعامل آن‌ها با محیط اطراف را تشخیص دهد و یک حد نظری در مورد میزان دقیق بودن یک گرماسنج وجود دارد که دستگاه ما اکنون به آن حد رسیده است.»
مجله نیچر معتبرترین نشریه علمی جهان است که بزرگ‌ترین محققان جهان ماه‌ها باید در صف انتظار اثرشان در این نشریه باشند. اختراع دکتر کریمی آنقدر با ارزش بوده که خارج از نوبت در این نشریه منتشر شده است.
نیچر که از سال ۱۸۶۹ میلادی تاکنون منتشر می‌شود، یک نشریه هفتگی جامع از علوم مختلف و ارجاع داده شده‌ترین مجله علمی جهان است. ضریب تأثیرگذاری این مجله از سال ۲۰۱۵ تاکنون با نمره تقریبی ۵۵ در رده اول نشریات جامع علمی قرار گرفت.
چند دقیقه به‌جای چند سال
سال‌هاست که پیشرفته‌ترین مراکز تحقیقاتی جهان بر سر توسعه بزرگ‌ترین ابرکامپیوتر‌ها با هم رقابت می‌کنند، اما کامپیوتر کوانتومی می‌تواند در عرض چند دقیقه محاسباتی را انجام دهد که قوی‌ترین ابر کامپیوتر دنیا یعنی Summit (واقع در تنسی امریکا) چندین سال به طول می‌انجامد. از همه مهم‌تر اینکه کامپیوتر‌های کوانتومی توانایی در هم شکستن رمزنگاری‌های فعلی را دارند. این مسئله که از آن با عنوان برتری کوانتومی یاد می‌شود، به معنی انجام وظایفی از سوی کامپیوتر‌های کوانتومی است که دستگاه‌های عادی از پردازش آن‌ها عاجزند.
معمای اسرارآمیز اینشتین
در کامپیوتر‌های معمولی برای ذخیره داده و انجام محاسبات از بیت‌های صفر و یک استفاده می‌شود، اما در کامپیوتر‌های کوانتومی کیوبیت یا کوانتوم‌بیت به کار برده می‌شود. کیوبیت در واقع یک سیستم کوانتومی- مکانیکی دو حالته است که با برخورداری از خاصیت ابرموقعیت می‌تواند همزمان دارای مقادیر صفر و یک باشد.
حالت برتری کوانتومی از طریق آشکارساز کوانتومی قابل دستیابی است. کامپیوتر کوانتومی با بردن کیوبیت‌ها به این حالت، راه‌حل‌های مختلف را بررسی کرده و به جواب می‌رسد. این حالت آنقدر جذاب و پیچیده است که اینشتین هم آن را اسرارآمیز خوانده بود.
باتری ایرانی در خودرو سوئدی
این نخستین بار نیست که یک محقق ایرانی در عرصه جهان رکوردزنی کرده است. چند سال قبل هم دیگر محقق جوان ایرانی، یک شارژر باتری منحصر به‌فرد برای خودرو‌های برقی تولید کرد که زمان شارژ خودرو را از هشت به دو ساعت و هزینه را نیز تا ۲ هزار دلار کاهش می‌داد.
سعید حق‌بین، پژوهشگر دکترای مهندسی برق در اختراع خود یک شیوه انتقال نیروی جدید شامل یک ترانسفورماتور دوار را معرفی کرد. این محصول توانست در سوئد و به شکل بین‌المللی ثبت اختراع شود و اکنون در خودرو‌های برقی کمپانی ولوو مورد استفاده قرار می‌گیرد.
