Устойчивый механический кубит

03.12.2024

Квантовые компьютеры, обещающие революционизировать вычисления, сталкиваются с серьезной проблемой: хрупкостью кубитов - основных единиц квантовой информации. Эти частицы, способные находиться в нескольких состояниях одновременно, крайне чувствительны к внешним воздействиям, что приводит к потере квантовой информации. Швейцарские ученые из Федеральной политехнической школы Цюриха (ETH Zurich) совершили значительный прорыв в этой области, создав первый полностью механический кубит.

Что такое кубит? Представьте себе монету, которая может быть одновременно и орлом, и решкой. Именно такое необычное поведение демонстрируют кубиты. Однако, в отличие от монеты, кубиты способны находиться в бесконечном количестве состояний одновременно, что и позволяет квантовым компьютерам решать задачи, недоступные для классических машин.

Традиционные кубиты создаются на основе атомов или фотонов. Но у них есть существенный недостаток: они очень быстро теряют свою квантовую информацию. Это явление называется декогеренцией.

Исследователи из ETH Zurich предложили новое решение этой проблемы. Они создали кубит, основанный не на электромагнитных явлениях, а на механических колебаниях. Ключевым элементом этого кубита стала тонкая мембрана, способная вибрировать. Ученые соединили эту мембрану со сверхпроводящим кубитом, что позволило перевести квантовую информацию из электромагнитного состояния в механическое.

Полученный механический кубит обладает рядом преимуществ. Во-первых, он гораздо более устойчив к внешним воздействиям, что позволяет сохранять квантовую информацию значительно дольше. Во-вторых, его характеристики могут быть легко настроены путем изменения свойств мембраны и сверхпроводника.

В ходе экспериментов ученые продемонстрировали, что их механический кубит способен реагировать на отдельные фотоны света. Это говорит о том, что он может быть использован для создания сверхчувствительных датчиков. Кроме того, было показано, что время когерентности нового кубита значительно превышает время когерентности традиционных кубитов. Это открывает перспективы для создания более мощных и надежных квантовых компьютеров.

Создание первого полностью механического кубита - это значительный шаг вперед в области квантовых технологий. Эта разработка может привести к появлению новых типов квантовых компьютеров и сенсоров, способных решать широкий круг задач, от создания новых материалов до разработки лекарств. Однако, несмотря на достигнутые результаты, ученым предстоит еще много работы. Необходимо продолжить исследования, чтобы повысить надежность и масштабируемость механических кубитов.

<< Назад: Выявление деменции за десять лет до диагноза 03.12.2024

>> Вперед: Курение отупляет 02.12.2024

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 Умные часы Qualcomm Toq 06.09.2013 Компания Qualcomm планирует выпустить на рынок "умные часы" Toq в конце года. Устройство, аналогично часам Samsung, работает как гарнитура для смартфона, оснащенная дисплеем. С помощью Toq можно принимать звонки и сообщения, слушать музыку, создавать уведомления, говорится в сообщении компании. Qualcomm, занимающая лидирующие позиции на рынке процессоров для смартфонов и планшетов, представила собственное устройство - "умные часы" Toq. Устройство, аналогично часам Samsung, работает как гарнитура для смартфона, оснащенная дисплеем. С помощью Toq можно принимать звонки и сообщения, слушать музыку, создавать уведомления, говорится в сообщении компании. Toq работает как второй, непрерывно включенный, дисплей для смартфонов на базе Android. "Умные часы" заряжаются без подключения проводов, а аудио работает с помощью Bluetooth. Как заявляют производители, затраты батареи предельно низкие, что позволит не заряжать часы в течение нескольких дней. Компания будет добавлять в устройство дополнительную функциональность в процессе работы над программным обеспечением. Qualcomm пока не разглашает стоимость устройства. Кроме того, компания сообщила, что устройства будет выпущено ограниченной партией. По словам Qualcomm, их целью является развитие рынка и продвижение новых технологий.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026