Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Физики создали автономный холодильник с тепловой ванной для квантовых компьютеров
Чем ниже температура кубитов в квантовом компьютере, тем эффективнее он проводит вычисления. С приближением к абсолютному нулю охлаждение на каждый милликельвин дается ученым все сложнее. Команда исследователей создала новый тип холодильника для квантовых компьютеров, способный работать автономно после запуска.
Квантовые компьютеры имеют потенциал революционизировать медицину, энергетику, шифрование, искусственный интеллект и логистику. Базовые вычислительные блоки классического компьютера — биты — могут принимать значения 0 или 1. Самые распространенные вычислительные блоки в квантовых компьютерах — кубиты — могут принимать значение 0 и 1 одновременно.
Это явление называется суперпозицией. Благодаря ему квантовый компьютер может выполнять вычисления намного быстрее классического. Однако квантовым компьютерам приходится тратить много времени на проверку и исправление ошибок вычислений.
«Кубиты, строительные блоки квантового компьютера, гиперчувствительны к своему окружению. Даже крайне слабые электромагнитные помехи, проникающие в систему, могут случайным образом изменить значение кубита, вызывая ошибки и, как следствие, мешая квантовым вычислениям», — отметил Аамир Али (Aamir Ali), главный автор нового исследования.
Для выполнения вычислений квантовые компьютеры требуют охлаждения до как можно более близких к абсолютному нулю температур, ноля градусов Кельвина, минус 273,15 градуса Цельсия. Создать для квантовой системы такой холодильник — сложная инженерно-физическая задача, во многом именно системы охлаждения — лимитирующий фактор для распространения и повсеместного использования квантовых компьютеров.
Сегодня для охлаждения квантовых компьютеров используют холодильники на основе разведения. Такая система способная охладить кубиты примерно до 50 милликельвинов (минус 273,1 градуса Цельсия). Чем ближе к абсолютному нулю ученым удается охладить систему, тем сложнее продолжить охлаждение.
Исследователи из Технического университета Чалмерса (Швеция) и Университета Мэриленда (США) разработали новый тип холодильника, который может автономно охлаждать сверхпроводящие кубиты до рекордно низких температур. Статья о новом типе холодильника опубликована в журнале Nature Physics.
Новый квантовый холодильник может охлаждать целевой кубит до 22 милликельвинов без внешнего контроля. Созданная физиками система использует взаимодействия между различными кубитами. В нее входят целевой кубит, который нужно охладить, и два кубита для охлаждения. Рядом с одним из кубитов создается теплая среда, которая служит горячей тепловой ванной: она передает энергию одному из сверхпроводящих кубитов квантового холодильника, делает его теплым и приводит холодильник в действие.
«Энергия от тепловой среды, передаваемая через теплый кубит квантового холодильника, перекачивает тепло от целевого кубита в холодный кубит квантового холодильника. Холодный кубит холодильника затем охлаждается до температуры среды вне тепловой ванны. Холодный кубит холодильника сбрасывается тепло целевого кубита», — объяснил Николь Юнжер Халперн (Nicole Yunger Halpern), профессор физики в Университете Мэриленда (США).
Система автономна: после запуска она работает без внешнего контроля и питается от тепла, которое естественным образом возникает из-за температурной разницы между двумя тепловыми областями.
С помощью нового метода ученые смогли повысить вероятность того, что кубит будет находиться в основном состоянии перед вычислением, до 99,97 процента. Ранее существующие методы давали вероятность этого показателя в пределах от 99,8 до 99,92 процента. При выполнении множества вычислений эта разница вероятностей складывается в значительное увеличение производительности и эффективности квантовых компьютеров.
Telegram 
Дзен 
VK На дне марсианского кратера лежат капсулы с образцами грунта, в которых могут оказаться и следы жизни. Марсоход Perseverance заполняет пробирки одну за другой и оставляет на поверхности, но когда эта коллекция окажется в человеческих руках — большой вопрос: доставить образцы на Землю оказалось настолько сложно, что многие не верят в выполнимость такой задачи. Тем не менее в NASA недавно поделились несколькими идеями о том, как можно упростить и удешевить важную миссию.
От многих черных дыр и молодых массивных звезд идут огромные потоки вещества под названием релятивистские струи. Они порой протягиваются на тысячи световых лет, и ученые давно пытаются разобраться, что поддерживает их четкую структуру на таких расстояниях. Недавно астрономы рассмотрели звезду, которая только формируется и при этом испускает такие же плазменные струи, какие исходят от черных дыр. В итоге ученые пришли к выводу, что конструкция этих потоков держится на каркасе магнитных полей.
Ученые из СПбГУ описали первый в мире природный оксалат никеля — андрейбулахит. Его назвали в честь заведующего кафедры минералогии ЛГУ/ СПбГУ, почетного профессора СПбГУ Андрея Булаха.
Древние римляне больше любого другого народа античности использовали свинец. Но среди историков нет единства относительно последствий этого. Одни ученые уверены, что широкое применение свинца должно было влиять на цивилизацию столь же негативно, как тетраэтилсвинцовая «эпидемия» в XX веке. Другие полагают, что жесткая вода блокировала стенки свинцовых труб и поэтому никакого массового отравления римлян свинцом просто не было. Новая научная работа привлекла образцы арктических льдов для решения вопроса. Оказалось, что даже без учета труб ситуация была очень непростой: ядовитым стал сам воздух.
На дне марсианского кратера лежат капсулы с образцами грунта, в которых могут оказаться и следы жизни. Марсоход Perseverance заполняет пробирки одну за другой и оставляет на поверхности, но когда эта коллекция окажется в человеческих руках — большой вопрос: доставить образцы на Землю оказалось настолько сложно, что многие не верят в выполнимость такой задачи. Тем не менее в NASA недавно поделились несколькими идеями о том, как можно упростить и удешевить важную миссию.
До сих пор считалось, что спутник, а вернее напарник, у Плутона появился так же, как Луна у Земли: из обломков катастрофического столкновения с другим небесным телом. Теперь планетологи перечеркнули этот сценарий и предложили другой: по их подозрениям, когда-то карликовая планета встретила Харона, «поцеловалась» с ним, и они временно образовали единое целое.
Ученые из Троицкого института инновационных и термоядерных исследований, МФТИ и МЭИ совершили значительный прорыв в области защиты материалов от экстремальных тепловых нагрузок, характерных для условий управляемого термоядерного синтеза.
Согласно популярному утверждению, человеческая мысль — едва ли не самое быстрое, что существует в природе. Даже свет многие считают менее быстрым, поскольку он распространяется со скоростью 300 тысяч километров в секунду, а мысль — «мгновенно». Однако новое исследование опровергло бытовую логику. Ученые из Калтеха измерили скорость, с которой человек обрабатывает информацию, и обнаружили, что основные когнитивные процессы во много раз медленнее не только распространения света, но и низкоскоростного интернета.
С какого возраста зооврачи считают собак престарелыми? Это недавно выяснили исследователи из Великобритании и Венгрии, проанализировав карты пациентов ветеринарных клиник. Также ученые установили, от каких проблем со здоровьем чаще страдают пожилые питомцы.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
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
Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии