Устойчивый механический кубит

03.12.2024

Квантовые компьютеры, обещающие революционизировать вычисления, сталкиваются с серьезной проблемой: хрупкостью кубитов - основных единиц квантовой информации. Эти частицы, способные находиться в нескольких состояниях одновременно, крайне чувствительны к внешним воздействиям, что приводит к потере квантовой информации. Швейцарские ученые из Федеральной политехнической школы Цюриха (ETH Zurich) совершили значительный прорыв в этой области, создав первый полностью механический кубит.

Что такое кубит? Представьте себе монету, которая может быть одновременно и орлом, и решкой. Именно такое необычное поведение демонстрируют кубиты. Однако, в отличие от монеты, кубиты способны находиться в бесконечном количестве состояний одновременно, что и позволяет квантовым компьютерам решать задачи, недоступные для классических машин.

Традиционные кубиты создаются на основе атомов или фотонов. Но у них есть существенный недостаток: они очень быстро теряют свою квантовую информацию. Это явление называется декогеренцией.

Исследователи из ETH Zurich предложили новое решение этой проблемы. Они создали кубит, основанный не на электромагнитных явлениях, а на механических колебаниях. Ключевым элементом этого кубита стала тонкая мембрана, способная вибрировать. Ученые соединили эту мембрану со сверхпроводящим кубитом, что позволило перевести квантовую информацию из электромагнитного состояния в механическое.

Полученный механический кубит обладает рядом преимуществ. Во-первых, он гораздо более устойчив к внешним воздействиям, что позволяет сохранять квантовую информацию значительно дольше. Во-вторых, его характеристики могут быть легко настроены путем изменения свойств мембраны и сверхпроводника.

В ходе экспериментов ученые продемонстрировали, что их механический кубит способен реагировать на отдельные фотоны света. Это говорит о том, что он может быть использован для создания сверхчувствительных датчиков. Кроме того, было показано, что время когерентности нового кубита значительно превышает время когерентности традиционных кубитов. Это открывает перспективы для создания более мощных и надежных квантовых компьютеров.

Создание первого полностью механического кубита - это значительный шаг вперед в области квантовых технологий. Эта разработка может привести к появлению новых типов квантовых компьютеров и сенсоров, способных решать широкий круг задач, от создания новых материалов до разработки лекарств. Однако, несмотря на достигнутые результаты, ученым предстоит еще много работы. Необходимо продолжить исследования, чтобы повысить надежность и масштабируемость механических кубитов.

<< Назад: Выявление деменции за десять лет до диагноза 03.12.2024

>> Вперед: Курение отупляет 02.12.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Гиперзвуковая аэродинамическая труба JF-22 26.08.2021 В Китае строят гиперзвуковую аэродинамическую трубу JF-22, которая сможет имитировать скорость 30 Маха. Если точнее, речь идет о скорости в 10 км/с на высоте 40-100 км. JF-22 станет самой современной и быстрой аэродинамической трубой в мире. Завершить строительство планируют уже в следующем году. Использовать объект будут для создания гиперзвуковых и аэрокосмических летательных аппаратов, а также для оружия. Строительство объекта стартовало еще в 2018 году. Тогда же говорили о длине трубы в 245 метров и скорости до 25 Маха, но к текущему моменту удалось поднять прогнозируемые показатели.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025