• אודות
  • כנסים ואירועים
  • צור קשר
  • הצטרפות לניוזלטר
  • TapeOut Magazine
  • ChipEx
  • סיליקון קלאב
  • Jobs
מבית
EN
Tech News, Magazine & Review WordPress Theme 2017
  • עיקר החדשות
    TSMC ו־ASML מקדמות מסכות גדולות לייצור שבבי AI ב־High-NA EUV

    TSMC ו־ASML מקדמות מסכות גדולות לייצור שבבי AI ב־High-NA EUV

    Microchip משלבת חיישני AKM במערכת לזיהוי קשתות חשמליות באמצעות AI

    מטה ASML.אילוסטרציה: depositphotos.com

    ASML מחזקת את שליטתה בליתוגרפיה: ענקיות השבבים נערכות לעידן ה־High-NA EUV

    איור: SK HYNIX

    בום ה־AI יוצר מחסור עולמי בזיכרונות — ומייקר גם טלפונים ומחשבים

    ההכרזה על שבב A20 בגודל 2 ננומטר. צילום יחצ, אפל

    אפל עולה ל־2 ננומטר ומרחיבה את עצמאותה בשבבים: A20 Pro, מודם C2 ושבב N1

    מטה אמזון בסנטה קלרה, קליפורניה. המחשה: depositphotos.com

    אמזון עשויה לרכוש מקוואלקום שבבי AI בהיקף של עד 60 מיליארד דולר

  • בישראל
    מייסדי קדמה - מימין נתנאל לינדנר (CTO) דורית אהרונוב (מדענית ראשית) אסיף סיני (מנכל) - קרדיט אייל טואג

    קדמה הישראלית משתלבת ב-CUDA-Q של אנבידיה להפחתת שגיאות במחשוב קוונטי

    מנכ"ל ארבה קובי מרנקו. צילוםיחצ

    ארבה נכנסת לשוק הביטחוני עם מכ"ם חדש לגילוי ומעקב אחר רחפנים

    מערכת F870 החדשה של סטרטסיס, המיועדת לייצור תעשייתי בקנה מידה גדול. צילום: סטרטסיס.

    טויוטה וריביאן בוחנות את מדפסת ה־F870 החדשה של סטרטסיס לייצור תעשייתי

    Aitech משיקה מחשב לוח מוקשח חדש לשדרוג מערכות ביטחוניות ותעופתיות

    Aitech משיקה מחשב לוח מוקשח חדש לשדרוג מערכות ביטחוניות ותעופתיות

    סיוה ו-LG ישתפו פעולה בפיתוח פתרון UWB מלא לשבבים

    רכב ניסוי של ארבה. צילום יחצ

    ארבה ו־Hirain נבחרו לתוכנית נהיגה אוטומטית ברמה 3 של קבוצת רכב עולמית

  • מדורים
    • אוטומוטיב
    • בינה מלאכותית (AI/ML)
    • בטחון, תעופה וחלל
    • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
    • ‫יצור (‪(FABs‬‬
    • ‫צב"ד‬
    • ‫שבבים‬
    • ‫רכיבים‬ (IOT)
    • ‫תוכנות משובצות‬
    • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
    • תקשורת מהירה
    • ‫‪FPGA‬‬
    • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬
  • מאמרים ומחקרים
  • צ'יפסים
  • Chiportal Index
    • Search By Category
    • Search By ABC
No Result
View All Result
Chiportal
  • עיקר החדשות
    TSMC ו־ASML מקדמות מסכות גדולות לייצור שבבי AI ב־High-NA EUV

    TSMC ו־ASML מקדמות מסכות גדולות לייצור שבבי AI ב־High-NA EUV

    Microchip משלבת חיישני AKM במערכת לזיהוי קשתות חשמליות באמצעות AI

    מטה ASML.אילוסטרציה: depositphotos.com

    ASML מחזקת את שליטתה בליתוגרפיה: ענקיות השבבים נערכות לעידן ה־High-NA EUV

    איור: SK HYNIX

    בום ה־AI יוצר מחסור עולמי בזיכרונות — ומייקר גם טלפונים ומחשבים

    ההכרזה על שבב A20 בגודל 2 ננומטר. צילום יחצ, אפל

    אפל עולה ל־2 ננומטר ומרחיבה את עצמאותה בשבבים: A20 Pro, מודם C2 ושבב N1

    מטה אמזון בסנטה קלרה, קליפורניה. המחשה: depositphotos.com

    אמזון עשויה לרכוש מקוואלקום שבבי AI בהיקף של עד 60 מיליארד דולר

  • בישראל
    מייסדי קדמה - מימין נתנאל לינדנר (CTO) דורית אהרונוב (מדענית ראשית) אסיף סיני (מנכל) - קרדיט אייל טואג

    קדמה הישראלית משתלבת ב-CUDA-Q של אנבידיה להפחתת שגיאות במחשוב קוונטי

    מנכ"ל ארבה קובי מרנקו. צילוםיחצ

    ארבה נכנסת לשוק הביטחוני עם מכ"ם חדש לגילוי ומעקב אחר רחפנים

    מערכת F870 החדשה של סטרטסיס, המיועדת לייצור תעשייתי בקנה מידה גדול. צילום: סטרטסיס.

    טויוטה וריביאן בוחנות את מדפסת ה־F870 החדשה של סטרטסיס לייצור תעשייתי

    Aitech משיקה מחשב לוח מוקשח חדש לשדרוג מערכות ביטחוניות ותעופתיות

    Aitech משיקה מחשב לוח מוקשח חדש לשדרוג מערכות ביטחוניות ותעופתיות

    סיוה ו-LG ישתפו פעולה בפיתוח פתרון UWB מלא לשבבים

    רכב ניסוי של ארבה. צילום יחצ

    ארבה ו־Hirain נבחרו לתוכנית נהיגה אוטומטית ברמה 3 של קבוצת רכב עולמית

  • מדורים
    • אוטומוטיב
    • בינה מלאכותית (AI/ML)
    • בטחון, תעופה וחלל
    • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
    • ‫יצור (‪(FABs‬‬
    • ‫צב"ד‬
    • ‫שבבים‬
    • ‫רכיבים‬ (IOT)
    • ‫תוכנות משובצות‬
    • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
    • תקשורת מהירה
    • ‫‪FPGA‬‬
    • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬
  • מאמרים ומחקרים
  • צ'יפסים
  • Chiportal Index
    • Search By Category
    • Search By ABC
No Result
View All Result
Chiportal
No Result
View All Result

בית מאמרים ומחקרים מאמרים טכניים עיניים חדשות על העולם הקוונטי

עיניים חדשות על העולם הקוונטי

מאת אבי בליזובסקי
01 מרץ 2023
in מאמרים טכניים
Share on FacebookShare on TwitterLinkedinWhastsapp

מדעני מכון ויצמן למדע מציגים את המיקרוסקופ הקוונטי המסתובב

אחת התכונות המוזרות ביותר של העולם הקוונטי מתבטאת בכך שחלקיק הוא גם גל – כלומר הוא מתקיים בכמה מקומות בו-זמנית. באופן פרדוקסלי, אם נצפה בחלקיק, נניח אלקטרון, נרתק אותו למקום אחד ונגרום לו לאבד את האופי הקוונטי שלו. מדעני מכון ויצמן למדע הצליחו להתגבר על המוזרות הקוונטית הזאת ותוך כדי כך פיתחו דרך חדשה לצפות בחומרים קוונטיים. במחקר המתפרסם היום בכתב-העת המדעי Nature הם מציגים לעולם את המיקרוסקופ הקוונטי המסתובב – Quantum Twisting Microscope או בקיצור QTM – העוקב אחרי ההתנהגות הגלית של אלקטרונים מבלי לגרום להם לקרוס למצב של חלקיק. טכנולוגיה זו תאפשר ליצור חומרים קוונטיים חדשים בעלי תכונות ויישומים חסרי תקדים, ובו-בזמן לצפות בטבע הקוונטי הבסיסי של האלקטרונים שלהם. 

"אנחנו לא שואלים את האלקטרון שאלות אישיות, כמו 'איפה אתה?'", אומר ראש צוות המחקר פרופ' שחל אילני מהמחלקה לפיסיקה של חומר מעובה במכון. "אנחנו פשוט מבצעים ניסוי שמאפשר לאלקטרון להיות בכמה מקומות בו-זמנית, וכך אנחנו מצליחים למדוד את ההתנהגות הקוונטית המאוד רגישה שלו מבלי להרוס אותה".

פרופ' אילני מסביר שההתנהגות הגלית של אלקטרונים כבר משמשת בחומרים מתקדמים הקרויים חומרים קוונטיים, כלומר, כאלה שתכונותיהם נקבעות על-ידי תופעות קוונטיות. אך כדי לגרום לאלקטרונים לבצע פעלולים שונים – למשל, על מנת לבנות התקנים אלקטרוניים מסוג חדש – המדענים צריכים להבין מה בדיוק האלקטרונים עושים בחומר. ואין דרך טובה יותר להבין זאת, הוא אומר, מאשר מראה עיניים.

"ביולוגים צופים בתאים בעזרת מיקרוסקופים אופטיים, ואסטרונומים חוקרים כוכבים בעזרת טלסקופים. כעת פיסיקאים יוכלו לבחון חומרים באמצעות המיקרוסקופ הקוונטי שלנו ולתצפת על אלקטרונים בדרך שאינה מתאפשרת עם הכלים הקיימים", אומר פרופ' אילני.

לייצר תמונה קוונטית

היכולת של מדענים לראות אלקטרונים בחומר עברה קפיצת מדרגה לפני כ-40 שנה עם המצאתו של מיקרוסקופ מינהור סורק, שעליו זכו הממציאים בפרס נובל לפיסיקה לשנת 1986. מיקרוסקופ זה סורק באמצעות מחט דקה ביותר את פני השטח של החומר, מזריק לתוכו זרם חשמלי, וכך מייצר בהדרגה תמונה של התפלגות האלקטרונים בחומר.

"ביולוגים צופים בתאים בעזרת מיקרוסקופים אופטיים, אסטרונומים חוקרים כוכבים בעזרת טלסקופים – ופיסיקאים יוכלו מעתה לבחון חומרים קוונטיים באמצעות המיקרוסקופ שלנו", אומרים החוקרים על הטכנולוגיה פורצת הדרך שפיתחו

"מאז ההמצאה הזאת פותחו שיטות רבות ושונות לסריקת החומר בסקאלה תת-אטומית, אך כולן מודדות את תכונות האלקטרונים במקום אחד בכל זמן נתון, כך שהן יכולות לתצפת על אלקטרונים בעיקר בתור חלקיקים; על האופי הגלי ניתן ללמוד רק בעקיפין", מסביר פרופ' עדי שטרן, עמיתו למחלקה של פרופ' אילני. פרופ' שטרן השתתף במחקר יחד עם עוד שלושה פיסיקאים תאורטיים מאותה מחלקה: פרופ' בינגהיי יאן, פרופ' יובל אורג ופרופ' ארז ברג. "המיקרוסקופ שפיתחנו כאן מייצר תמונה קוונטית של התנהגות אלקטרונים בחומר, כלומר מאפשר לייצר באופן ישיר הדמיה של גלי האלקטרוניים הקוונטיים", אומר פרופ' שטרן.

טוויסט חדש על חומרים מסובבים

ה-QTM שאותו בנו אלון ענבר, ד"ר ג'ון בירקבק וג’יוואן שאו במעבדתו של פרופ' אילני הוא כלי חדש לגמרי מבחינה קונספטואלית. אחד הדברים העיקריים המבדילים אותו מסורקים קיימים הוא המחט. במקום מחט בעלת אטום אחד או שניים כמו בסורקים הקיימים, יש כאן משטח ברוחב של כאלף אטומים; מספיק גדול כדי לאפשר לאלקטרונים לזרום עם הטבע הקוונטי שלהם.

המשטח מקנה ל-QTM תפקיד לא פחות חשוב מהאפשרות לתצפת על חומרים: היכולת לשמש כמכונה לייצור מהיר של חומרים קוונטיים חדשים. התפקיד הזה שייך ל"טוויסטרוניקה", תחום חדש בחקר ננו-חומרים שנולד לפני כארבע שנים עם גילוי מפתיע בנוגע לגרפן, יריעה גבישית של פחמן בעובי אטום אחד בלבד. התברר שאם מניחים שתי שכבות גרפן אחת על השנייה בסיבוב קל, או "טוויסט" – ולא בהתאמה מדויקת ומיושרת של רשתות האטומים בשתי השכבות – ה"כריך" שנוצר מקבל תכונות בלתי צפויות. בעקבות תגלית זו החלו מדענים לפתח סוגים שונים של חומרים קוונטיים, כל אחד עם ה"סיבוב" שלו.

זווית הסיבוב התגלתה כמשתנה הקריטי ביותר לשליטה בהתנהגות האלקטרונים בחומרים: שינוי של עשירית המעלה יכול להפוך אותם ממוליך-על אקזוטי לחומר מבודד בלתי שגרתי. אבל קריטי ככל שיהיה, משתנה זה הוא גם הקשה ביותר לשליטה, שכן כל יצירה של זווית חדשה דורשת בנייה של "כריך" חדש, תהליך שיכול לקחת חודשים ארוכים. ה-QTM  פותר את הבעיה הזאת בכך שהוא מפריד בין שתי השכבות: שכבה אחת מחוברת למחט המיקרוסקופ הסורק, בעוד השנייה מונחת מתחתיה. ההפרדה מאפשרת למדענים לשלוט באופן מדויק לא רק ברמת הלחץ והמרחק בין שתי השכבות, אלא גם לסובב את המשטח העליון בדיוק רב ובכך לשנות את זווית הסיבוב בין השכבות במהירות ובקלות וליצור מספר כמעט אינסופי של חומרים שאינם קיימים בטבע.

"המוטיבציה הראשונית שלנו הייתה לפתור את בעיית הזווית באמצעות בניית מכשיר חדש שיוכל לסובב כל שני חומרים זה ביחס לזה בצורה נשלטת ומדויקת, וכך לייצר מגוון רחב של חומרים חדשים במהירות", מספר אלון ענבר, הדוקטורנט שהוביל את המחקר במעבדתו של פרופ' אילני. "תוך כדי בניית מכשיר זה, גילינו שאפשר להפוך אותו למיקרוסקופ עוצמתי שמסוגל לדמות גלים אלקטרוניים קוונטיים באופן שאי אפשר היה כלל לדמיין לפני כן".

סיבוב ומינהור

אבל כיצד באה לידי ביטוי יכולת הדימות המרשימה של ה-QTM? כדי להשתמש בו כמיקרוסקופ מניחים המדענים שכבה מבודדת חשמלית בין המשטח העליון והחומר הנבחן שמתחתיו, ואז שולחים זרם אלקטרונים דרך שכבה זו. בעולם המוכר לנו, הנשלט על-ידי חוקי הפיסיקה הקלאסית, האלקטרונים לא אמורים לעבור את המחסום שיוצרת השכבה המבודדת. אך בעולם הקוונטי, לפחות חלקם יכולים לעבור – תופעה המכונה "מינהור".

בניגוד למיקרוסקופ מינהור סטנדרטי, שבו אלקטרונים יכולים לחצות רק במקום יחיד, בקצה המחט, הצומת שנוצר במיקרוסקופ ה-QTM הוא משטח דו-ממדי, ולכן האלקטרון יכול לבחור לעבור במספר רב של מקומות. בעולם קלאסי, כל אלקטרון שעובר יחצה במקום אחד מסוים. אבל בעולם הקוונטי, אלקטרון יחיד יחצה דרך כל המקומות ביחד בו-זמנית. בתהליך כזה האלקטרון יכול לשמור על הקיום שלו כגל קוונטי כל עוד לא ניתן לומר היכן הוא חצה. ה-QTM מאפשר לפיכך לבחון ישירות את האלקטרונים במצבם הטבעי בחומר – כגלים קוונטיים – ולא באמצעות הפיכתם לחלקיקים כפי שנעשה בכל המיקרוסקופים עד היום. היכולת הזאת מאפשרת לבחון את צורת הארגון של האלקטרונים בחומר, למפות את החומר מבחינה אנרגטית ולאבחן את דרכי ה"התאבכות" של הגלים, כלומר איך משפיעים הגלים אחד על השני.

"המיקרוסקופ שלנו ייתן למדענים 'עדשה' חדשה כדי לבחון ולמדוד תכונות של חומרים קוונטיים", אומר ענבר. "למעשה, כבר בחנו באמצעות ה-QTM כמה חומרים קוונטיים בטמפרטורת החדר וגילינו תופעות חדשות, אבל כשנקרר מיקרוסקופ זה לטמפרטורות נמוכות יהיה באפשרותנו להגיע לתגליות פורצות דרך לגבי כמה מהאפקטים הקוונטיים המרגשים ביותר".

ככל שנתבונן עמוק יותר לתוך העולם הקוונטי, נגיע לא רק לתגליות חדשות על הטבע, אלא נייצר גם השפעות טכנולוגיות על חיי היום-יום שלנו. העולם הקוונטי כבר דופק לנו בדלת עם טכנולוגיות בהתהוות, החל ממחשבים קוונטיים וכלה בשליטה קוונטית על תהליכים כימיים. ה-QTM מבטיח לזרז את הגעתם של אלה לכדי יישום

אבי בליזובסקי

אבי בליזובסקי

נוספים מאמרים

יריעת פוטוניקת סיליקון שקופה וגמישה שפותחה ב־MIT וב־NY CREATES. המעגלים הפוטוניים נשארו פעילים לאחר אלפי מחזורי כיפוף. באדיבות החוקרים
אופטיקת סיליקון

MIT פיתח תהליך לייצור שבבים פוטוניים גמישים ושקופים על פרוסות 300 מ״מ

מערכת בינה מלאכותית מפתחת בשבועיים שבב בינה מלאכותית חדש. איור באמצעות בינה מלאכותית
בינה מלאכותית (AI/ML)

Architect Labs טוענת: מערכת AI תכננה מאיץ שבבים בתוך שבועיים

אותו חומר בשני מבנים גבישיים: משמאל מופע אלפא היציב של תחמוצת הביסמוט; מימין מופע בטא המטא־יציב שנוצר באמצעות הבזק אור קצר. כל דגימה בגודל 13 על 13 מילימטרים.
מאמרים טכניים

חוקרים מהעברית יצרו בהבזק אור מופע של מוליך למחצה שהפיק פי 10–50 יותר זרם בהארה

הרובוט הארבע־רגלי משתמש במערכת APT-RL כדי לבחור בין צורות תנועה ולחצות מכשולים בשטח. קרדיט: Jun-Gill Kang et al./Science Robotics
רובוטיקה

רובוט ארבע־רגלי למד להחליף סגנון תנועה כדי לחצות יער ולקפוץ מעל מכשולים

Next Post
צילום יחצ, NVIDIA

טכנולוגיה חדשה של אנבידיה תאפשר לנגן כל סרטון כאילו צולם ב-4K

כתיבת תגובה לבטל

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

  • הידיעות הנקראות ביותר
  • מאמרים פופולאריים

הידיעות הנקראות ביותר

  • Aitech משיקה מחשב לוח מוקשח חדש לשדרוג מערכות…
  • טויוטה וריביאן בוחנות את מדפסת ה־F870 החדשה של…
  • בום ה־AI יוצר מחסור עולמי בזיכרונות — ומייקר גם…
  • ASML מחזקת את שליטתה בליתוגרפיה: ענקיות השבבים…
  • ארבה נכנסת לשוק הביטחוני עם מכ"ם חדש לגילוי…

מאמרים פופולאריים

  • Architect Labs טוענת: מערכת AI תכננה מאיץ שבבים בתוך שבועיים
  • מחקר אינטל: ארגונים נערכים לציי רובוטים – אך לרובם…
  • IVC: לקרנות ההון סיכון הישראליות נותרו 8.07 מיליארד…
  • MIT פיתח תהליך לייצור שבבים פוטוניים גמישים ושקופים…

השותפים שלנו

לוגו TSMC
לוגו TSMC

לחצו למשרות פנויות בהייטק

כנסים ואירועים

כנסים ואירועים

כנס ChipEx2026 יערך ב-12-13 במאי, 2026. הכנס מיועד לכל העוסקים בתעשיית הסמיקונדקטור  כולל מהנדסים, מומחים מקצועיים ובכירים.

ChipEx2026 will be held on May 12-13, 2026. The conference is intended for everyone involved in the semiconductor industry, including engineers, professional experts, and senior executives.

לחץ לפרטים

הרשמה לניוזלטר של ChiPortal

הצטרפו לרשימת הדיוור שלנו


    • פרסם אצלנו
    • עיקר החדשות
    • הצטרפות לניוזלטר
    • בישראל
    • צור קשר
    • צ'יפסים
    • Chiportal Index
    • TapeOut Magazine
    • אודות
    • מאמרים ומחקרים
    • תנאי שימוש
    • כנסים
    • אוטומוטיב
    • בינה מלאכותית
    • בטחון, תעופה וחלל
    • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
    • ‫יצור (‪(FABs‬‬
    • ‫צב"ד‬
    • ‫רכיבים‬ (IOT)
    • ‫שבבים‬
    • ‫תוכנות משובצות‬
    • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
    • ‫‪FPGA‬‬
    • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬

    השותפים שלנו

    כל הזכויות שמורות Chiportal (c) 2010 תנאי שימוש ומדיניות פרטיות

    דרונט דיגיטל - בניית אתרים, בניית אתרי וורדפרס, בניית אתרי סחר, חנות אינטרנטית, פיתוח אתרים

    No Result
    View All Result
    • עיקר החדשות
    • בישראל
    • מדורים
      • אוטומוטיב
      • בינה מלאכותית (AI/ML)
      • בטחון, תעופה וחלל
      • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
      • ‫יצור (‪(FABs‬‬
      • ‫צב"ד‬
      • ‫שבבים‬
      • ‫רכיבים‬ (IoT)
      • ‫תוכנות משובצות‬
      • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
      • ‫‪FPGA‬‬
      • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬
      • תקשורת מהירה
    • מאמרים ומחקרים
    • צ'יפסים
    • כנסים
    • Chiportal Index
      • אינדקס חברות – קטגוריות
      • אינדקס חברות A-Z
    • אודות
    • הצטרפות לניוזלטר
    • TapeOut Magazine
    • צור קשר
    • ChipEx
    • סיליקון קלאב

    כל הזכויות שמורות Chiportal (c) 2010 תנאי שימוש ומדיניות פרטיות

    דרונט דיגיטל - בניית אתרים, בניית אתרי וורדפרס, בניית אתרי סחר, חנות אינטרנטית, פיתוח אתרים

    דילוג לתוכן
    פתח סרגל נגישות כלי נגישות

    כלי נגישות

    • הגדל טקסטהגדל טקסט
    • הקטן טקסטהקטן טקסט
    • גווני אפורגווני אפור
    • ניגודיות גבוההניגודיות גבוהה
    • ניגודיות הפוכהניגודיות הפוכה
    • רקע בהיררקע בהיר
    • הדגשת קישוריםהדגשת קישורים
    • פונט קריאפונט קריא
    • איפוס איפוס