Графен применят в квантовом компьютере

04.01.2014

Удивительный материал графен сейчас служит объектом изучения во многих лабораториях по всему миру. Исследователям из Массачусетского технологического института (MIT) удалось обнаружить дополнительный потенциал использования материала, состоящего из одного слоя атомов углерода, открыв неожиданные свойства, проявляемые им при определенных условиях. По мнению специалистов, эти свойства могут найти применение в квантовых вычислениях.

Как оказалось, под воздействием очень сильного магнитного поля и очень низкой температуры графен фильтрует электроны по спину - привычные нам электронные приборы этого качества лишены.

Если подать напряжение на кусочек графена при обычных условиях, по нему потечет ток. Однако стоит приложить магнитное поле, силовые линии которого перпендикулярны плоскости графена, его поведение меняется: ток протекает только по краю кусочка, а центральная часть становится диэлектриком. Более того, ток течет только в одном направлении, зависящем от направления силовых линий магнитного поля. Этот эффект известен как квантовый эффект Холла.

Исследователи сделали следующий шаг, приложив второе магнитное поле параллельно листу графена, и это снова изменило его поведение. Электроны получили возможность двигаться в обоих направлениях, причем электроны с положительным спином двигались в одном направлении, а с отрицательным - в противоположном.

Сегрегация электронов по спину свойственна топологическим изоляторам, но в обычных проводниках она не наблюдается. По словам ученых, им удалось создать особый вид проводника, заставив один материал вести себя как другой. Более того, меняя магнитное поле, можно управлять обнаруженным краевым эффектом. Как утверждается, на этом принципе можно построить транзисторы и более сложные цепи, которые пока не удавалось реализовать средствами существующих материалов.

В частности, ученые видят в открытии потенциал графена применительно к созданию квантового компьютера. Конечно, пока до практического применения эффекта далеко: он наблюдается при индукции магнитного поля 35 Тл, что примерно на порядок больше, чем в МРТ, и при температуре, которая всего на 0,3°С выше абсолютного нуля.

Впрочем, ученым уже удалось выявить подобный эффект в поле с индукцией всего 1 Тл и при более высоких температурах.

<< Назад: Миниатюрное зарядное устройство для ноутбуков 04.01.2014

>> Вперед: Микросхемы мобильной памяти LPDDR4 DRAM плотностью 8 Гбит 03.01.2014

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Цифровая рация Xiaomi Digital Walkie Talkie 05.10.2025

Компания Xiaomi представила современное устройство, объединившее классические принципы радиосвязи с возможностями цифровых технологий. Новинка под названием Xiaomi Digital Walkie Talkie демонстрирует, как привычные рации могут быть переосмыслены в духе времени. Устройство оснащено цветным дисплеем диагональю 1,57 дюйма, который отображает список контактов, параметры соединения и даже примерное местоположение собеседника. Такой подход превращает стандартную рацию в компактное средство связи, сочетающее функциональность смартфона и устойчивость профессиональной техники. Одним из ключевых преимуществ стала высокая автономность. Встроенный аккумулятор емкостью 2500 мА·ч обеспечивает до 100 часов работы в режиме ожидания и около 14 часов непрерывных разговоров, что особенно важно в экспедициях, на дальних маршрутах или в зонах, где подзарядка невозможна. Согласно данным портала unionrayo.com, такое время работы выгодно отличает устройство от большинства аналогов. По дальности дейст ...>>

Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025

Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно ...>>

Случайная новость из Архива Дефицит витамина D повышает риск деменции 04.10.2024 Деменция, или приобретенное слабоумие, - это прогрессирующее расстройство, которое проявляется снижением познавательных способностей, утратой ранее освоенных знаний и навыков, а также нарушением повседневных функций. Наиболее распространенной формой деменции является болезнь Альцгеймера, которая значительно ухудшает качество жизни пациентов и их близких. Одним из факторов, влияющих на риск развития этого заболевания, оказался дефицит витамина D. Недавно американские ученые провели обширное исследование, в ходе которого выяснилось, что недостаток витамина D в организме может значительно повысить вероятность развития болезни Альцгеймера и других форм деменции. Результаты показывают, что дефицит этого важного витамина увеличивает риск деменции более чем на 50%, что привлекает внимание к важности его поддержания на оптимальном уровне. Исследование представляло собой метаанализ 16 различных научных работ, в которых рассматривалась взаимосвязь между уровнем витамина D и развитием деменции. В 32% случаев было подтверждено, что низкий уровень витамина D связан с повышенным риском развития любых форм деменции. А риск возникновения болезни Альцгеймера увеличивался в 34% случаев. Наиболее критичной ситуацией оказался значительный дефицит витамина D, который увеличивал вероятность развития болезни Альцгеймера на 51%. Это указывает на прямую связь между недостатком этого витамина и ухудшением когнитивных функций, что особенно важно с возрастом, когда риск деменции возрастает. Ученые также отметили, что увеличение уровня витамина D в организме способно оказывать защитное действие на мозг. Поддержание оптимального количества этого вещества может предотвратить или замедлить процесс потери когнитивных функций, что особенно актуально для пожилых людей. Витамин D участвует в множестве процессов, включая регулирование обмена кальция и фосфора, поддержку иммунной системы, а также влияние на нейропластичность - способность мозга адаптироваться к изменениям и восстанавливать поврежденные связи. Его нехватка может ослабить защитные механизмы мозга, делая его более уязвимым к дегенеративным изменениям. Таким образом, дефицит витамина D становится значимым фактором риска развития деменции и требует особого внимания со стороны медицинского сообщества и самих людей. Включение витамина D в ежедневный рацион через пищу или добавки, а также обеспечение достаточного солнечного облучения может существенно снизить вероятность развития когнитивных нарушений в старости. Исследования показывают, что поддержание уровня витамина D в организме не только способствует общему здоровью, но и может быть важным элементом в профилактике деменции. Улучшение осведомленности о значении этого витамина и своевременное его восполнение могут помочь в сохранении когнитивных функций и улучшении качества жизни в пожилом возрасте.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025