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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Безлинзовая ИК-система 02.10.2025

Инфракрасные технологии занимают особое место в науке и технике. Они позволяют заглянуть туда, где человеческий глаз бессилен, - в темноту, сквозь дымку или туман, на значительные расстояния. Однако развитие этой области сдерживают дорогие и капризные камеры, требующие охлаждения и сложного обслуживания. Китайские исследователи предложили неожиданный выход: создание безлинзовой системы, которая превращает невидимое инфракрасное излучение в четкие изображения с помощью оптики нового поколения. В основе этой разработки лежит древняя идея "изображения через отверстие", о которой еще в IV веке до нашей эры писал философ Мо-цзы. Современные ученые пошли дальше и вместо физической дырочки сформировали оптическое отверстие прямо в нелинейном кристалле, используя сверхкороткие лазерные импульсы. Такое решение позволяет преобразовывать инфракрасное излучение в видимый свет, который без труда фиксируется обычными кремниевыми сенсорами. Руководитель проекта профессор Хэпинг Цзэн подчеркивае ...>>

Жара вызывает агрессию 01.10.2025

Животный мир чутко реагирует на изменения температуры, и в последние годы ученые все чаще обращают внимание на то, как жара влияет не только на физиологию, но и на поведение живых существ. Рост глобальных температур способен не только изменять экосистемы, но и формировать новые социальные модели у животных. Одним из тревожных проявлений оказывается рост агрессивности, который наблюдается у самых разных видов. В лаборатории Университета Юга в Сьюани, штат Теннеси, экологи наблюдали за чернобрюхими саламандрами Desmognathus amphileucus. Эти небольшие амфибии, обитающие в ручьях Аппалачей, продемонстрировали ярко выраженное территориальное поведение: они пытались кусать соперников и заставлять их покидать занятую территорию. Интересно, что у близкородственных видов - саламандры Окои и тритона - подобных реакций не зафиксировали. Это подчеркивает избирательность явления и его связь с особенностями конкретных организмов. Сходные результаты были получены и в экспериментах с другими вид ...>>

Случайная новость из Архива Люди с близорукостью спят хуже людей с нормальным зрением 02.06.2021 Исследователи из Университета Флиндерса (Аделаида, Австралия) обнаружили, что у людей с миопией (медицинский термин для близорукости) качество сна хуже, чем у людей с нормальным зрением из-за задержки циркадных ритмов и относительно низкого производства мелатонина - гормона, отвечающего за регулирование сна в ночное время. Команда проанализировала циркадные ритмы - 24-часовые циклы, которые являются частью внутренних часов организма - и выработку мелатонина у студентов университетов в возрасте около 20 лет, у некоторых из которых была близорукость, а у других - нормальное зрение. Анализ результатов показал, что участники с близорукостью имели значительно замедленные циркадные ритмы и низкий уровень мелатонина в слюне и моче по сравнению с участниками с нормальным зрением. При этом, вопрос о том, что является следствием, а что причиной остается открытым. Не исключено, что именно нарушение циркадных ритмов сна вызывает снижение уровня мелатонина, а это, в свою очередь, может запустить механизм прогрессирующей миопии. Нарушения циркадных ритмов и сна из-за появления искусственного света и использования светоизлучающих электронных устройств для чтения и развлечений стали признанной проблемой для здоровья во многих странах мира. Однако их влияние на здоровье глаз все еще мало изучено. В настоящее время команда планирует продолжить работу, проведя дополнительную оценку времени циркадного ритма и последствий, которые вызывает его нарушение у маленьких детей - основной целевой группы для профилактики миопии. Такое исследование позволит по-новому взглянуть на биологические факторы и факторы окружающей среды, лежащие в основе миопии, и поможет в ее ранней диагностике и лечении у детей.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025