Механическая память ETH Zurich

04.07.2026

В мире квантовых вычислений одной из главных проблем остается надежное хранение хрупких квантовых состояний. Традиционные подходы, основанные на электромагнитных сигналах или сверхпроводящих цепях, часто сталкиваются с быстрым разрушением информации из-за внешних помех. Ученые Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) предложили неожиданное решение - создать квантовый чип, в котором данные хранятся не в привычных электромагнитных состояниях, а благодаря крошечным механическим вибрациям.

Новое устройство длиной около 7,5 мм (при ширине 2,5 мм и высоте 1 мм) использует архитектуру, в которой вычисления и память разделены, как в классических компьютерах. Вместо обычной квантовой памяти здесь применяются механические микроскопические резонаторы - крошечные структуры, которые начинают вибрировать при записи информации. Каждый режим вибрации способен хранить данные, подчиняясь законам квантовой механики.

Профессор Ивен Чу, возглавляющая группу гибридных квантовых систем в ETH Zurich, поясняет: "Наш квантовый чип содержит крошечные компоненты, которые начинают вибрировать во время хранения информации". Роль процессора в этой системе выполняет сверхпроводящий кубит, а квантовая информация временно сохраняется внутри механических резонаторов. Во время вычислений кубит считывает данные по характеру вибраций, проводит необходимые операции и записывает обновленную информацию обратно в вибрирующую память.

Ивен Чу сравнивает принцип работы с гитарными струнами: каждая струна колеблется на своей частоте и издает определенную ноту. В чипе каждый режим вибрации резонатора действует как отдельная ячейка памяти. Эти квантовые колебания могут находиться в суперпозиции и запутываться друг с другом, что позволяет хранить значительно больше информации на меньшей площади и сохранять хрупкие квантовые состояния дольше, чем в традиционных электромагнитных системах.

Чтобы доказать работоспособность новой архитектуры, команда объединила механические резонаторы со сверхпроводящими кубитами и успешно выполнила реальные квантовые вычисления на чипе. Система была протестирована с помощью квантового преобразования Фурье - фундаментальной процедуры, лежащей в основе многих квантовых алгоритмов, - а также алгоритма поиска периода.

Аспирант группы Ивен Чу Игорь Кладарич, соавтор исследования, отмечает: "Квантовое преобразование Фурье - это фундаментальная вычислительная процедура, необходимая для многих квантовых алгоритмов. Алгоритм поиска периода, который мы реализовали, послужил демонстрацией того, как этот метод можно применять на практике". Эксперименты подтвердили, что механическая память способна эффективно взаимодействовать с процессором и надежно хранить информацию во время вычислений.

Эта работа открывает новые перспективы для создания более компактных и устойчивых квантовых компьютеров. Использование механических резонаторов позволяет не только увеличить плотность хранения данных, но и продлить время когерентности квантовых состояний, что является одним из ключевых ограничений современных квантовых систем.

<< Назад: Зебровый камуфляж для коров защищает от мух 04.07.2026

>> Вперед: Шум природы улучшает сон и настроение 03.07.2026

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Стоматологи каменного века 13.06.2006 Археологи университета Пуатье (Франция) под руководством Роберто Маккьярелли обнаружили, что жители Пакистана были знакомы со стоматологией уже 7-9 тысяч лет назад, в неолите. В захоронениях 9 взрослых человек в пакистанской деревне Мергарх, относящихся к этому периоду, найдены 11 зубов с просверленными отверстиями. Это коренные зубы, так что сверлили их не для украшения (некоторые народы и в наше время подпиливают или сверлят передние зубы в косметических целях). Кроме того, на четырех зубах видны следы кариеса. Все это позволяет предполагать, что древние стоматологи, как и современные, сверлили зубы для избавления от болезни. Высверливания на зубах имеют в диаметре 1,3-3,2 миллиметра, в глубину - от 0,5 до 3,5 миллиметра. Возможно, в них стояли несохранившиеся пломбы. При раскопках найдены также инструменты ювелира - деревянные палочки с острым осколком кремня на конце. Этими инструментами делали бусинки для ожерелий - сверлили раковины, бирюзу и другие материалы. Изготовив копии древнего сверла, археологи попробовали сверлить удаленные современными стоматологами коренные зубы. Высверливание отверстия, аналогичного найденным на древних зубах, занимает примерно минуту. Видимо, этим инструментом пользовались и стоматологи каменного века. Что интересно, в более поздних захоронениях у того же поселка сверленые зубы отсутствуют. Выходит, что зубоврачебные секреты на протяжении примерно двух тысяч лет были известны обитателям Пакистана, а позже оказались утраченными.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026