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 бескомпромиссный горячий кубит
Исследователям квантовых компьютеров обычно приходится выбирать: сделать стабильный кубит или быстрый. Международная группа ученых нашла способ создать кубиты, избавленные от этой необходимости.
От квантовых компьютеров ожидают технологического прорыва — они должны перевести вычисления на качественно более высокие показатели по скорости и сложности решаемых задач. Основа квантового компьютера — квантовый бит, кубит. В отличие от обычного, он может принимать не только значения «0» и «1», но и находиться одновременно в обоих, в суперпозиции. Именно это свойство обещает новую эру в науке и технике.
Ученые создают кубиты разными способами из множества материалов, а работают эти устройства на целой плеяде физических принципов. У всех есть общая проблема: либо они долго находятся в нужном для вычислений состоянии когерентности, либо кубитом можно быстро управлять.
Обычно исследователям приходится выбирать между быстротой управления квантовым компьютером и стабильностью его «квантовости». Физики впервые смогли настроить квантовый кубит так, чтобы одновременно увеличить и скорость его работы, и время когерентности. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Команда под руководством профессора Доминика Цумбюля (Dominik Zumbühl) создала кубит из полупроводниковой нанопроволоки, состоящей из германия с тонким слоем кремния на поверхности. Ученые удаляли электрон с одного из энергетических уровней этой проволоки, что приводило к образованию «дырки», квазичастицы с положительным зарядом. Свойства образовавшейся дырки позволяют узнать, на каком из энергетических уровней она образовалась — «высоком» или «низком».
Для такой системы команда теоретиков несколько лет назад предсказала механизм, позволяющий ускорить управление кубитом и одновременно продлить его состояние когерентности. Он работает на основе спин-орбитального взаимодействия. При нем движущаяся заряженная частица — электрон или дырка — создает магнитное поле. Это поле связывается со спином той же частицы и влияет на ее энергию. Для дырок в твердых телах такой эффект силен и может регулироваться электрическим полем.
Ученые применили теорию к созданным нанопроволокам. Они прилагали электрическое напряжение к созданной системе и смогли так регулировать место рождения дырки. В зависимости от напряжения дырки появлялись на низком, более высоком энергетическом уровне или их комбинации. При определенном соотношении роли энергетических уровней в создании дырки возникает плато. В этой зоне попытка ускорить работу кубита наоборот его замедляет.
На этом плато внешние источники шумов гораздо меньше влияют на кубит, чем при обычном спин-орбитальном взаимодействии. Это значит, что квантовые состояния разрушаются медленнее, а время когерентности увеличивается.
«Нам удалось увеличить время когерентности нашего кубита в четыре раза и при этом сделать управление втрое быстрее. А вместо сверхнизких температур менее 100 милликельвин, обычно необходимых для работы кубитов, здесь достаточно сравнительно „теплых“ 1,5 кельвина. Это требует меньше энергии и позволяет обходиться без редкого изотопа гелия-3», — рассказал доктор Мигель Х. Карбальидо (Miguel J. Carballido), первый автор исследования.
Пока метод плато работает только в нанопроволоках этой группы. В них дырки могут двигаться лишь в одном пространственном измерении. Однако авторы научной работы надеются, что этот подход удастся применить и к двумерным полупроводникам, и к другим видам кубитов. Это станет важным шагом на пути к созданию более мощных квантовых компьютеров.
Telegram 
Дзен 
VK Морские биологи впервые детально задокументировали процесс родов у диких кашалотов. Анализ видеозаписей и акустических сигналов показал, что самки из разных родственных линий временно объединяются, чтобы по очереди выталкивать новорожденного на поверхность для дыхания. Это первое доказательство взаимопомощи при родах между неродственными особями у видов, не относящихся к приматам.
Ученые Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х.М. Бербекова более десяти лет изучают уникальные свойства кефирных зерен — природных симбиотических сообществ микроорганизмов, собранных в высокогорных районах Кавказа. Исследования показывают, они могут стать основой для новых методов лечения кишечных заболеваний, восстановления иммунитета и даже создания космического питания.
Квантовые эффекты помогают ученым во множестве сфер, но работать с ними не просто — степень определенности квантового мира концептуально отличается от того, что существует в классической физике. Чтобы подтвердить, что они работают с нужными квантовыми состояниями, физикам приходится постараться.
Морские биологи впервые детально задокументировали процесс родов у диких кашалотов. Анализ видеозаписей и акустических сигналов показал, что самки из разных родственных линий временно объединяются, чтобы по очереди выталкивать новорожденного на поверхность для дыхания. Это первое доказательство взаимопомощи при родах между неродственными особями у видов, не относящихся к приматам.
Ученые Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х.М. Бербекова более десяти лет изучают уникальные свойства кефирных зерен — природных симбиотических сообществ микроорганизмов, собранных в высокогорных районах Кавказа. Исследования показывают, они могут стать основой для новых методов лечения кишечных заболеваний, восстановления иммунитета и даже создания космического питания.
Во время нейроанатомического исследования тканей полового члена ученые выявили высокую плотность нервных окончаний в области, которую анатомы и хирурги долгое время оставляли без должного внимания. Авторы научной работы предположили, что эта зона может играть важную роль в формировании сексуальных ощущений, и допустили, что именно там у мужчин находится аналог так называемой «точки G».
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
За 10 лет лежания в почве сигаретные фильтры не растворились, а лишь замаскировались под грязь. Их пластиковые волокна распались на микрочастицы, намертво склеились с минералами и превратились во вторичный микропластик. Более того, на пятом году гниения мусор начал отравлять землю с новой силой.
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
Последние комментарии