Компактный оптический квантовый переключатель

30.10.2020

Квантовые компьютеры на основе лазеров с кубитами в виде пойманных в ловушки ионов интересны, но очень громоздки. Лазерный луч преодолевает многометровые дистанции по целой системе зеркал, линз и прочего оборудования, прежде чем попасть в пару запутанных ионов. Масштабировать такие системы до сотен и тысяч кубитов - та еще забота. Особенно если учесть, что ловушки (кубиты) охлаждаются почти до абсолютного нуля. Но решение проблемы есть, и оно испытано.

Еще несколько лет назад группа исследователей из MIT предложила направлять на кубиты лазерный луч не по воздуху (как в примере на фото ниже), а по волноводам внутри чипа с ионной ловушкой. Это предложение недавно реализовано группой ученых из Высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich). Исследователи разработали, создали и испытали фактически оптический квантовый переключатель, который может проложить путь к масштабируемым квантовым компьютерам общего назначения.

С помощью классического техпроцесса был изготовлен кремниевый чип с волноводами толщиной 100 нм. На картинке можно увидеть схематическое изображение чипа в том месте, где лазерный луч вырывается на волю - выходит из оконечности волновода внутри чипа и ударяет в пару запутанных ионов. Ионы, в свою очередь, улавливаются двумя электродами - каждый своим, а вместе они в такой системе находятся в запутанном состоянии.

В предложенном решении волноводы можно развести для управления многими ловушками, расположенными очень плотно. Это упрощает оптическую систему и защищает ее от помех и ошибок. В производстве подобные ловушки будут очень дешевы, но главное, что подобные решения помогут значительно и без затрат увеличить количество кубитов в составе оптических квантовых компьютеров.

<< Назад: Смартфон вредит работе 30.10.2020

>> Вперед: Держатель-присоска для переноса трансплантатов и биосенсоров 29.10.2020

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 Математические секреты идеального снеговика 02.02.2016 Идеальные пропорции, которыми должен обладать снеговик, вычислили с помощью сложной формулы математики из Университета Ноттингем Трент (Великобритания). Формула учитывала такие характеристики, как температура на улице, чистота и свежесть снега, используемого для снеговика, количество и диаметр снежных шаров, из которых он состоит, высота получившейся фигуры, а также правильное расположение глаз и длину носа-морковки. В итоге ученые рассчитали, что каждый из трех снежных шаров должен иметь строго определенный диаметр. Самый маленький шар (голова) - 30 см, средний шар - 50 см, а самый большой - 80 см. В итоге получится фигура высотой 1,62 метра. Для двух "рук" снеговика стоит использовать четыре палочки - по две на каждую. Глаза следует расположить на расстоянии не больше 5 см друг от друга и взять морковку для носа длиной ровно 4 см. Лучше всего использовать только что выпавший снег, его температура должна составлять 0 °C или ниже.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026