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:

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 Ноутбук Eurocom Panther 5 17.06.2014 Компания Eurocom сообщила о доступности портативного компьютера Panther 5, выполненного на аппаратной платформе Intel. Производитель называет устройство "самым мощным ноутбуком во вселенной". В топовых конфигурациях допускается установка процессора Intel Core i7-4960X Extreme Edition (шесть ядер, тактовая частота - 3,6-4,0 ГГц) или серверного чипа Xeon E5-2697 v2 (двенадцать ядер, тактовая частота - 2,7-3,5 ГГц). Объём оперативной памяти DDR3L-1600 достигает 32 Гбайт. Внутри корпуса есть место для четырёх устройств хранения данных: Eurocom предлагает широчайший выбор твердотельных накопителей, традиционных жёстких дисков и гибридных винчестеров. Суммарный объём подсистемы хранения достигает 6 Тбайт; возможна организация массивов RAID 0/1/5/10. Ноутбук оснащён 17,3-дюймовым дисплеем с разрешением 1920х1080 пикселей (формат Full HD). Опционально предлагается установка панели с возможностью отображения 3D-контента. Видеоподсистема базируется на одном или двух дискретных графических ускорителях - вплоть до NVIDIA GeForce GTX 880M с 8 Гбайт памяти GDDR5 или NVIDIA Quadro K5000M. Прочие характеристики компьютера таковы: оптический привод DVD-RW или Blu Ray (вместо четвёртого накопителя), 2-мегапиксельная веб-камера, адаптеры Wi-Fi и Bluetooth, контроллер Gigabit Ethernet, датчик для снятия отпечатков пальцев, интерфейсы USB 3.0 (х3), USB 2.0 (х2), eSATA, Firewire-800, DisplayPort v1.2, DVI-I и HDMI 1.4a. Компьютер весит 5,5 кг, его габариты - 419x286x57,9-62,1 мм. Цена Panther 5 начинается с $3200, а в максимальной конфигурации приближается к $20 000.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026