Усовершенствование квантовых вычислителей

11.07.2021

Вычислительные возможности современных суперкомпьютеров могут поражать воображение, но ожидается, что квантовые компьютеры превзойдут даже самые мощные из этих машин. Благодаря огромному объему памяти и скорости работы, квантовые компьютеры смогут решать проблемы, которые в настоящее время не под силу ни одному процессору.

Европейские исследователи, работающие в рамках проектов MaGnum и microSPIRE, финансируемыми ЕС, разработали потенциально новую кубитную систему, использующую вращение так называемых "дыр".

Полупроводники состоят из искусственных квазичастиц, представляющих собой совокупность электронов и дырок. Дырками принято называть носители положительного заряда, равного элементарному заряду, в полупроводниках. Хотя дырки не являются настоящими частицами, у них есть много общих свойств с электронами. Они взаимодействуют, когда подходят друг к другу, и они также обладают квантово-механическим свойством спина.

Дыры в таких материалах, как металлоидный германий, являются отличными кандидатами на роль спиновых кубитов. Ученые построили наноструктуру из различных слоев германия и кремния, что позволило им ограничивать дырки двумерной областью.

Ученые из L-NESS уложили друг на друга несколько различных смесей кремния и германия толщиной всего несколько нанометров. Это позволило ограничить отверстия слоем, богатым германием, в середине. Сверху добавили крошечные электрические провода - так называемые ворота - для управления движением отверстий путем подачи на них напряжения. В итоге электрически положительно заряженные дырки реагировали на напряжение и могли очень точно перемещаться внутри своего слоя.

Исследовательская группа использовала эту технику, чтобы максимально приблизить две дыры друг к другу, что помогло бы им взаимодействовать во время вращения и образовать спиновый кубит. Что еще более важно, они смогли создать кубит из двух взаимодействующих спинов дырок, используя менее 10 миллитеслей напряженности магнитного поля.

<< Назад: Неуязвимый робот-таракан 12.07.2021

>> Вперед: В Южной Корее несовершеннолетним запретили играть в Minecraft 11.07.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Горячие напитки высвобождают миллионы частиц пластика 08.09.2026

Бумажные стаканчики давно стали привычной альтернативой пластиковым: их используют в кофейнях, офисах и заведениях быстрого питания для кофе, чая и других напитков. Однако название "бумажный" не означает, что такая посуда полностью состоит из бумаги. Чтобы стаканчик не размокал, его внутреннюю поверхность покрывают тонким слоем полимера. Исследователи из Университета Квинсленда решили выяснить, что происходит с этими покрытиями при контакте с горячей жидкостью, и обнаружили, что вместе с напитком из них могут высвобождаться чрезвычайно мелкие частицы пластика. В ходе лабораторных экспериментов специалисты изучили два типа одноразовых бумажных стаканчиков. В одном случае внутренняя поверхность была защищена традиционным полиэтиленовым покрытием, а в другом использовался полимер на основе полимолочной кислоты (PLA), который часто рассматривается в качестве более экологичной альтернативы обычному пластику. Полимолочная кислота способна биологически разлагаться при определенных условиях ...>>

Графен приближает идею космического лифта 08.09.2026

Вывод грузов за пределы Земли сегодня остается сложным и дорогостоящим процессом: каждый запуск требует огромного количества топлива, а значительная часть конструкции ракеты используется всего один раз. Поэтому идея космического лифта, возникшая еще много десятилетий назад, продолжает привлекать внимание инженеров и исследователей. Вместо множества отдельных ракетных стартов предлагается создать постоянную транспортную систему между Землей и космосом, по которой грузы перемещались бы с помощью электричества. Последние достижения в производстве поликристаллического графена вновь заставили специалистов обсуждать эту концепцию не только как фантастическую идею, но и как потенциальный инженерный проект. Основным элементом будущего сооружения должен стать сверхпрочный трос. Согласно концепции Международного консорциума космического лифта (ISEC), он должен начинаться у экватора и простираться примерно на 100 000 километров в космос, значительно дальше геостационарной орбиты. На внешнем ко ...>>

Робот Bean-Bot без моторов и программирования 07.09.2026

Робототехнику трудно представить без электродвигателей, аккумуляторов, датчиков и управляющего программного обеспечения. Однако исследователи Итальянского технологического института продемонстрировали, что для выполнения довольно сложных движений все эти компоненты иногда вовсе не обязательны. Созданный ими миниатюрный робот Bean-Bot способен самостоятельно прыгать, катиться, скользить, переворачиваться и преодолевать наклонные поверхности, используя энергию нагрева и особенности собственной конструкции. Идея разработки возникла благодаря необычному природному механизму. За основу специалисты взяли мексиканскую фасоль, которая способна неожиданно перемещаться из-за находящейся внутри семени личинки моли. В лаборатории биомиметической мягкой робототехники эту природную особенность переосмыслили с инженерной точки зрения. Получившийся Bean-Bot представляет собой легкую оболочку характерной формы, пружину из материала с памятью формы и несколько магнитов. Основным источником энергии ...>>

Ультраширокий монитор LG 40HT513D 07.09.2026

Компания LG Electronics презентовала свой новый профессиональный дисплей 40HT513D, сочетающий большую рабочую площадь с функциями, ориентированными специально на медицинские учреждения. Монитор оснащен 40-дюймовой изогнутой IPS Black-панелью с соотношением сторон 21:9 и разрешением 5120 x 2160 пикселей, что соответствует примерно 11 мегапикселям. Такая конфигурация позволяет разместить на одном экране несколько диагностических изображений без разделительных рамок, которые неизбежно возникают при использовании отдельных мониторов. Устройство предназначено для работы с рентгеновскими снимками, компьютерной и магнитно-резонансной томографией, а также другими медицинскими изображениями и получило разрешение Управления по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) в качестве медицинского устройства. По оценке LG, по площади рабочего пространства один 40HT513D способен заменить конфигурацию из трех 3-мегапиксельных медицинских мониторов. Для специалистов по лучевой диагностике это ...>>

Происхождение изображений ИИ становится все труднее установить 06.09.2026

Генеративный искусственный интеллект способен создавать изображения, в которых угадываются особенности определенных художественных стилей, однако установить источник конкретного визуального элемента оказывается значительно сложнее. Исследование специалистов лаборатории MIT CSAIL показывает, что по мере увеличения обучающего набора данных надежно определить, какое именно изображение повлияло на результат работы модели, становится практически невозможно. Чтобы изучить эту проблему, исследователи создали около двух десятков собственных диффузионных моделей и обучили их на наборах, содержащих от нескольких сотен до сотен тысяч изображений. В экспериментах использовались фотографии лиц, а также произведения различных художников. Независимо от размера и состава наборов данных ученые наблюдали одну закономерность: чем больше изображений использовалось для обучения, тем труднее становилось определить вклад отдельной работы в последующий результат. Это явление авторы назвали "утратой атрибуц ...>>

Случайная новость из Архива Быстрозаряжаемая квантовая батарея 28.03.2022 Ученые из Южной Кореи разработали квантовую технологию, которая позволит ускорить зарядку электромобилией в 200 раз. Сотрудники Центра теоретической физики сложных систем Института фундаментальных наук (IBS) обратились к явлению квантовой запутанности, чтобы ускорить относительно медленную зарядку аккумуляторов электромобилей. Они предложили способ, как можно одновременно заряжать все энергетические ячейки. Несмотря на стремительное развитие отрасли электромобилей, их батареи все еще имеют меньшую плотность энергии, чем горючее топливо, а от этого очень зависит дальность пробега. В настоящее время полная зарядка аккумулятора в домашних условиях занимает около 10 часов, а при подключении к самым быстрым зарядным станциям процесс занимает 20-40 минут. Время ожидания остается большим недостатком электромобилей по сравнению с дизельными или бензиновыми, заправка которых занимает считанные секунды. Исследователи предложили конкретный способ разработки квантовой батареи, а также определили примерную скорость ее зарядки. По их заключению, если в классических аккумуляторах максимальная скорость зарядки линейно увеличивается вместе с количеством элементов, то в квантовой - квадратично, то есть, сразу во много раз. Для примера они предложили автомобильную батарею, содержащую примерно 200 ячеек - использование квантовой запутанности увеличит скорость зарядки примерно в 200 раз по сравнению с классической технологией. В результате время зарядки в домашнем гараже сократится с 10 часов до 3 минут, а на специализированных станций - с получаса до нескольких секунд. Квантовую зарядку можно широко применять не только для электромобилей, но и для бытовой электроники. Кроме того, их можно использовать в будущих термоядерных электростанциях, для зарядки и разрядки которых требуется большое количество энергии.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026