Миниатюрный ключевой компонент для квантового компьютера

05.12.2017

Группа исследователей из Сиднейского университета, Сэнфордского университета и компании Microsoft добилась успеха в создании миниатюрного варианта одного из ключевых компонентов, используемых в технологиях квантовых вычислений. Помимо этого, данная работа является первым случаем практического применения экзотического состояния материи, которое называется топологическим изолятором. Топологические изоляторы были открыты только в 2006 году и за их открытие была присуждена Нобелевская премия по физике 2016 года.

В отличие от знакомых нам состояний материи, твердого тела, жидкости или газа, топологические изоляторы представляют собой материалы, основной объем которых действует как электрический изолятор, а электрическая проводимость сохраняется лишь на участках, прилегающих к поверхности. Манипуляции с такими материалами позволяют создать схемы, которые обеспечивают взаимодействие между квантовыми и традиционными (электронными) системами, что жизненно необходимо для построения квантовых компьютеров.

Созданный учеными компонент квантовых систем называется микроволновым циркулятором, он действует как своего рода участок кольцевой дороги, позволяя электрическим сигналам распространяться только в одном направлении, по часовой стрелке или обратно. Подобные устройства широко используются в базовых станциях мобильной связи, в радарных системах, однако, размеры таких устройств достаточно велики, они сопоставимы с размерами кисти руки человека.

Новый циркулятор, созданный учеными, имеет размер в тысячу раз меньше размеров его традиционных "собратьев". Такое сокращение размера стало возможным за счет свойства топологических изоляторов изменять скорость распространения проходящих через них электрических сигналов и электромагнитных волн, в том числе и света. Малые габариты циркулятора нового типа позволят интегрировать их на поверхность квантовых чипов в больших количествах, что необходимо для обеспечения работоспособности квантовых компьютеров.

<< Назад: Камера Kodak Mini Shot со встроенным принтером 06.12.2017

>> Вперед: Смарфон Honor View 10 с искусственным интеллектом 05.12.2017

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 Батарейки из пыльцы 25.02.2016 Пыльца - это ноша для пчел и страдания для аллергиков. Но также она может послужить для нас эффективным средством для хранения энергии. Исследователи выяснили, как превратить гранулы пыльцы в аноды, компоненты батареек. Для того, чтобы превратить пыльцу в аноды, ученые нагрели пыльцу до точки, при которой она превращается в углерод, с помощью процесса пиролиза. В отличие от обыкновенного сжигания этот процесс происходит без кислорода, и пыльца не воспламеняется, а превращается в биоуголь, сохранивший форму пыльцы. Потом его снова разогревают уже с участием кислорода, такой процесс повышает количество запасаемой энергии в анодах. Пыльцевые аноды спроектированы, чтобы заполнить место, сейчас занимаемое графитовыми анодами, в типичных литиево-ионных аккумуляторов. Исследователи проверили два разных типа пыльцы: одну, собранную с пчел, где встречается пыльца с разных растений, вторую - с камыша, у которой более однородная структура. Выяснилось, что у камышовой пыльцы показатели чуть выше, чем у пчелиной, но с пчел пыльцу собирать гораздо легче. В дальнейшем исследователи планируют провести опыты по использованию таких анодов в реальных батареях. "Мы сейчас по сути создали интересную концепцию, - говорит исследователь Вилас Пол. - Только дальнейшая работа покажет, насколько она будет практичной".

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025