Skip to content
Skip to navigation menu

English

Cam tuag at gyfrifiadura cwantwm

20 Ebrill 2010

image-147226-web

Mae ffisegwyr y Brifysgol wedi darganfod priodweddau gronynnau golau-ysgafn croesryw, sydd i’w cael yn y matrics cyflwr-solid, a allai arwain un diwrnod at greu cyfrifiaduron a systemau telathrebu cynt a mwy effeithlon.

Taniodd tîm o’r Ysgol Ffiseg a Seryddiaeth ronynnau o olau, neu ffotonau, i dŵr bach bach o ddeunydd lled-ddargludol. Bydd ffoton yn gwrthdaro ag electron sydd wedi’i gyfyngu mewn adeiladwaith llai byth o fewn y tŵr ac yn osgiladu am gyfnod byr rhwng cyflyrau golau a mater, cyn i’r ffoton ailymddangos.

Mae’r ymchwilwyr wedi gwneud yr arbrawf gyda ffotonau unigol a pharau o ffotonau ac wedi dangos bod parau o ffotonau’n osgiladu’n gynt rhwng golau a mater na ffotonau unigol. Mae eu darganfyddiadau’n cytuno â rhagfynegiadau damcaniaethol a wnaed gyntaf yn y 1960au.

Mae papur y grŵp ar eu darganfyddiadau, sef Up on the Jaynes-Cummings ladder of a quantum-dot/microcavity system, newydd gael ei gyhoeddi ar-lein yn Nature Materials.

Mae i’r darganfyddiadau oblygiadau tymor-hir i dechnoleg gwybodaeth a chyfathrebu. Efallai y bydd modd mynd ati, ryw ddydd, i adeiladu systemau rhesymegol ar sail rhyngweithiadau’r gronynnau – proses a elwir hefyd yn gyfrifiadura cwantwm. Gan fod y gronynnau’n symud yn gynt ac yn defnyddio llai o ynni na’r cydrannau electronig confensiynol mewn cyfrifiaduron, byddai hynny’n arwain at brosesu mwy effeithlon.

Er hynny, bydd hi’n dal i fod yn eithriadol o anodd datrys y problemau technegol. Defnyddiodd tîm Caerdydd diwb lled-ddargludo sydd â diamedr o 1.8 micrometr (milfed ran o filimetr yw micrometr). Fe’i cadwyd ar dymheredd o ryw -263ºC (deg gradd uwchlaw sero absoliwt) ac ni ddaliwyd y ffotonau mewn tiwb lled-ddargludo ond am 10 pico-eiliad (tair-miliynfed ran o eiliad yw pico-eiliad).

Yn ôl yr Athro Wolfgang Langbein o’r Ysgol Ffiseg a Seryddiaeth, a arweiniodd y tîm gyda Dr Jacek Kasprzak, sydd bellach yn gweithio yn Sefydliad Néel, CNRS Grenoble: "Gall y rhyngweithiad hwn esgor ar lif cyson o ffotonau, a gall hefyd fod yn sail i resymeg un-ffoton – nad oes arni ond angen y lleiafswm o ynni i wneud rhesymeg. Yn y tymor hir, mae goblygiadau i hyn mewn amryw o feysydd, gan gynnwys cyfrifiadura, telathrebu a dyfeisiau cryptograffig.

"Bydd angen gwella cryn dipyn ar y priodweddau tymheredd-isel cyn gallu defnyddio’r dechnoleg hon mewn dyfeisiau cyfrifiadura go-iawn ac, yn ddelfrydol, ei throsi i dymheredd ystafell. Does gennym ni ddim syniad clir ar hyn o bryd sut mae gwneud hynny – ond dyw hi ddim yn amhosibl."

Ym Mhrifysgol Würzburg yn yr Almaen y datblygwyd yr adeiladweithiau lled-ddargludo o safon fyd-eang a ddefnyddiwyd yn yr arbrofion.

Tags