Квантовая флейта

26.07.2022

Американские ученые создали "квантовую флейту", которая может заставить фотоны двигаться синхронно и взаимодействовать друг с другом, чего они почти никогда не делают в природе. Устройство может помочь улучшить будущие конструкции квантовых компьютеров.

Как и одноименный музыкальный инструмент, "квантовая флейта" команды представляет собой кусок металла с длинной полостью посередине, доступ к которой имеет ряд отверстий с поверхности. Но это устройство предназначено не для звуковых волн, а для света.

"Точно так же, как в музыкальном инструменте, вы можете послать одну или несколько длин волн фотонов через все это, и каждая длина волны создает "ноту", которую можно использовать для кодирования квантовой информации", - сказал Дэвид Шустер, ведущий автор исследования.

В своих экспериментах с устройством исследователи смогли контролировать взаимодействие до пяти нот или кубитов одновременно, используя сверхпроводящую электрическую цепь в качестве главного кубита. Это показывает, что если систему масштабировать, это может значительно упростить управление будущими квантовыми компьютерами.

"Если бы вы хотели создать квантовый компьютер с 1 000 битами и могли бы управлять всеми ими с помощью одного бита, это было бы невероятно ценно", - сказал Шустер.

"Квантовая флейта" - это кусок металла с просверленными в нем отверстиями, который может улавливать и манипулировать фотонами разных длин волн для кодирования квантовой информации. Но, возможно, самое странное в этой "квантовой флейте" то, что она работает, манипулируя фотонами, чтобы делать то, что они редко делают в природе.

Эти частицы света обычно не взаимодействуют друг с другом, то есть они проносятся мимо или даже сквозь друг друга. При определенных условиях их иногда можно заставить взаимодействовать парами, но в новом устройстве команде удалось заставить все фотоны взаимодействовать друг с другом одновременно, после того как энергия в системе достигает критической точки.

Обычно большинство взаимодействий частиц происходит один на один - две частицы отскакивают или притягиваются друг к другу. Если вы добавите третью, они, как правило, по-прежнему последовательно взаимодействуют друг с другом. Но в этой системе все они взаимодействуют одновременно.

<< Назад: Влияние музыки на состояние памяти 26.07.2022

>> Вперед: Нейросеть-сомелье 25.07.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Микроскоп для осмотра мозга без вскрытия черепа 30.09.2022 Корейские ученые изобрели очень необычный микроскоп. С его помощью можно создавать трехмерные изображения нейронной сети с высоким разрешением без трепанации. Новый тип голографического микроскопа разработала группа исследователей во главе с Чхве Воншиком, заместителем директора Центра молекулярной спектроскопии и динамики Института фундаментальных наук, профессор Ким Мунсок из Католического университета Кореи и профессор Чхве Менхван из Сеульского национального университета. В основу новинки легла голографическая технология. Исследователи разработали способ лучшего выбора однократно рассеянных волн, используя тот факт, что они имеют схожие формы отражения даже при попадании света под разными углами. При этом в своем проекте специалисты использовали достаточно сложный алгоритм, а также числовую операцию, которая анализирует искажение и интерференцию между разными волнами света. По итогам у них получился микроскоп, фиксирующий более чем в 80 раз больше световой энергии на нервных волокнах, чем раньше. Это позволило им подробно осматривать мозг пациента, не прибегая к вскрытию его черепа. Один из авторов Чой Воншик заявил: "В течение длительного времени наш Центр разрабатывал технологию сверхглубокой биовизуализации, в которой применяются физические принципы. Ожидается, что это открытие внесет значительный вклад в развитие биомедицинских исследований, включая нейробиологию и сферу точных исследований".

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026