Квантовые вычисления выходят в космос

06.10.2026

Космос предъявляет к вычислительной технике требования, с которыми практически невозможно столкнуться на Земле. Вакуум, радиация, сильные вибрации при запуске, перепады условий освещения и ограниченные возможности обслуживания превращают даже относительно компактное устройство в сложную инженерную систему. Тем интереснее результат исследователей из Венского университета, которым впервые удалось запустить квантовый компьютер непосредственно в космосе и подтвердить его работоспособность на орбите.

Аппарат отправился в космос в июле 2025 года на ракете Falcon 9. Сам факт доставки устройства на орбиту, однако, был лишь началом эксперимента. Перед запуском специалисты провели длительные испытания, поскольку квантовые системы значительно чувствительнее обычной электроники к внешним воздействиям. Особенно сложной задачей стало обеспечить сохранность компонентов во время старта ракеты, когда аппаратура испытывает сильные вибрации и механические нагрузки. Для защиты конструкции исследователи использовали титановые опорные пластины, а хрупкие оптические волокна дополнительно закрепили эпоксидной смолой.

Еще одной проблемой стала регистрация фотонов. Для этого в системе установили шесть кремниевых лавинных фотодиодов (SPAD), однако даже после масштабных вибрационных испытаний до орбиты добрались только три из них. Уже в космосе выяснилось, что интенсивный солнечный свет создает настолько сильный фоновый шум, что полноценные измерения становятся невозможными. Поэтому исследователям пришлось выбирать специальные интервалы продолжительностью 30 минут, когда Луна находилась в тени Земли и условия для работы фотодетекторов становились более подходящими.

Не менее серьезным испытанием оказалась радиация. Орбитальный аппарат подвергался воздействию поясов Ван Аллена, которые формируются магнитным полем Земли и удерживают заряженные частицы, в том числе электроны и протоны. Ученые заранее учитывали эту угрозу и разместили оборудование внутри корпуса из алюминия аэрокосмического класса. Такая защита хорошо сдерживала электроны, но не обеспечивала аналогичной защиты от протонов. В результате работа фотонных детекторов все же оказалась под воздействием радиационных помех.

Проблемы возникли даже с материалами, которые на Земле казались вполне подходящими. Клей, примененный для закрепления лазера, в условиях вакуума начал разрушаться и загрязнять оптические элементы. Последствия оказались весьма ощутимыми: выходная мощность лазера уменьшилась с 20 мВт до 4 мВт. Для обычной аппаратуры подобные изменения могли бы означать необходимость ремонта или замены компонента, но находившийся на орбите квантовый эксперимент лишен такой возможности. Поэтому исследователям пришлось работать с тем состоянием системы, которое удалось получить после запуска.

Несмотря на все эти сложности, специалистам удалось провести ключевую проверку. Их интересовало, могут ли фотоны, проходящие через схемы устройства, оставаться неразличимыми - свойство, имеющее принципиальное значение для работы квантовых технологий. Предварительное моделирование на Земле показало, что нужное состояние должно возникнуть при достижении кристаллами, испускающими фотоны, температуры 32,5°C. Именно такую температуру исследователи впоследствии наблюдали уже на орбите, получив экспериментальное подтверждение расчетов.

Пока этот эксперимент нельзя назвать полноценной системой космической обработки данных. Спутник по-прежнему не получил универсального квантового компьютера, способного заменить наземные вычислительные центры. Однако сама идея имеет важное практическое значение. Сегодня космические аппараты способны собирать огромные объемы необработанной информации, но для ее полноценной обработки многие данные приходится передавать на Землю. Пропускная способность нисходящего канала и доступность наземных станций при этом ограничивают объем информации, который можно передать.

<< Назад: Наши взмахи при ходьбе - не только координация 06.10.2026

>> Вперед: Мозг помнит задачу без подсказок и меняет стратегию при изменении обстоятельств 05.10.2026

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 Огни в ночном море 18.03.2010 Сотни тысяч перелетных птиц гибнут каждую весну и осень, пересекая Северное море. Огни многочисленных бурильных платформ по добыче нефти и газа нарушают ориентацию птиц, сбивают их с пути. А в тех случаях, когда на платформе горит факел попутного газа, птицы могут погибнуть в огне. Физиологи определили, что птицы гораздо менее чувствительны к синему и зеленому свету, чем к обычным для морских платформ белым, желтым и красным огням. Однако эксперименты на морских буровых одной из голландских нефтяных компаний показали, что синий свет действует усыпляюще на рабочих ночной смены. Поэтому светотехники в сотрудничестве с физиологами и экологами разработали специальные лампы и сигнальные огни, спектр которых смещен в сине-зеленую область. Количество птиц, отклоняющихся ночью к буровым платформам, на которых установлены новые лампы, в результате сократилось в 2-10 раз.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026