Физики сделали из вихрей Абрикосова кубиты
Сверхпроводимость очень чувствительна к внутренней организации материала, в котором проявляется. Чтобы уговорить эту «птицу счастья» стабильно работать, физики тщательно следят практически за каждым атомом в сверхпроводниках и всеми воздействиями электромагнитных полей. Ученые могут контролировать хаотичные процессы в материалах, но могут их и использовать.
Сверхпроводящие материалы при особых условиях способны проводить ток без потерь на сопротивление. В основном они полностью вытесняют из своего объема магнитное поле, однако после некоторого порогового значения поле становится таким сильным, что может проникать внутрь сверхпроводников второго типа в виде крошечных вихрей. Их называют вихрями Абрикосова. У каждого такого объекта вокруг сердцевины без сверхпроводящих свойств течет ток куперовских пар.
Ученые рассматривали вихри Абрикосова как дестабилизирующее сверхпроводник явления — на них происходят потери энергии, что снижает эффективность сверхпроводящих систем. Международная группа физиков смогла создать стабильные вихри внутри микроволнового резонатора из гранулированного алюминия. В этой системе вихри формируют кубиты, состоянием которых исследователи смогли управлять. Детали работы опубликованы в журнале Nature.
Ученые работали с сильно неупорядоченными сверхпроводящими тонкими пленками гранулированного алюминия, находящимися вблизи перехода сверхпроводник — изолятор. Стабилизировать вихри удалось из-за структуры материала, в котором сверхпроводящие островки разделены не проявляющим этих свойств оксидом алюминия. Из этого материала физики сформировали микроволновый резонатор, в котором запертые вихри Абрикосова перемещаются по механизму квантового туннелирования в сложном энергетическом ландшафте системы.
В статье ученые демонстрируют, что в этих условиях вихри не только управляемы, но и ведут себя как атомы с двумя четко различимыми состояниями. То есть они удовлетворяют ключевому требованию для использования в качестве кубитов в квантовых технологиях. Физики смогли изменять состояние вихрей и считывать его с помощью микроволновых основанных на квантовой электродинамике методов. Время когерентности и релаксации находится в диапазоне микросекунд, а значит сравнимы с существующими сверхпроводящими кубитами.
«Еще один важный результат нашего исследования заключается в очередном подтверждении, что при благоприятных условиях даже явления, долго считавшиеся нежелательными, могут становиться ценными ресурсами. Это открывает совершенно новые перспективы для разработки будущих квантовых систем», — рассказал руководитель исследовательской группы профессор Йоан М. Поп (Ioan M. Pop).
Telegram 
Дзен 
VK Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Астробиологи с помощью сложных трехмерных климатических моделей доказали, что растительная жизнь на Земле способна просуществовать еще около 1,8 миллиарда лет. Это значительно дольше, чем предсказывали предыдущие расчеты.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии