Квантовый переводчик для сетей будущего

13.07.2025

Развитие квантовых технологий обещает изменить представление о вычислениях, безопасности данных и телекоммуникациях. Однако, чтобы квантовые компьютеры могли взаимодействовать друг с другом на больших расстояниях, необходима стабильная передача информации между их "языками" - микроволнами и оптическим светом. Именно эту задачу попытались решить ученые из Университета Британской Колумбии, предложив уникальный подход к созданию так называемого "квантового переводчика".

Работа исследователей направлена на устранение одного из главных технических барьеров на пути к полноценному квантовому интернету. Они разработали чип на основе кремния - материала, широко используемого в производстве классических процессоров. Этот миниатюрный преобразователь способен с высокой точностью и минимальными помехами трансформировать микроволновые сигналы в оптические и наоборот. По словам Мохаммада Халифы, одного из авторов исследования, устройство работает почти как идеальный переводчик, который передает смысл без искажений и шума.

Квантовые компьютеры обрабатывают данные в форме микроволн, но такие сигналы не подходят для передачи на большие расстояния. В отличие от них, оптические импульсы - например, в оптоволоконных сетях - отлично справляются с этой задачей. Проблема в том, что преобразование одного типа сигнала в другой крайне чувствительно к ошибкам: малейшее искажение разрушает квантовую запутанность - фундаментальное явление, при котором частицы остаются связаны между собой вне зависимости от расстояния.

Новое устройство использует искусственные магнитные дефекты, встроенные в кремниевую структуру. При подаче сверхслабого сигнала - в миллионные доли ватта - электроны внутри этих дефектов начинают менять тип сигнала, сохраняя при этом квантовые свойства. Одним из преимуществ такой технологии является ее совместимость с существующими сверхпроводящими элементами и производственными методами.

Еще одной важной особенностью разработки является ее двусторонняя работа: устройство может конвертировать сигналы в обоих направлениях, что делает возможным не только передачу, но и полноценный обмен квантовой информацией. Как отмечают ученые, без такой технологии квантовые компьютеры оставались бы лишь локальными машинами, неспособными к объединению в сеть.

Хотя пока речь идет о теоретической модели, перспективы практической реализации вполне реальны. Руководитель проекта Джозеф Салфи подчеркивает, что в будущем подобные преобразователи смогут встраиваться прямо в существующую телекоммуникационную инфраструктуру, открывая дорогу к построению квантового интернета - защищенной, сверхбыстрой и принципиально новой глобальной сети.

<< Назад: Шпинат полезен для мышц 13.07.2025

>> Вперед: Сиеста орангутанов 12.07.2025

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 Опасность антисептиков 09.07.2020 Использование содержащих метанол антисептиков может привести к тяжелым заболеваниям и даже смерти. Как сообщает Бюро по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA), в последнее время значительно участились случаи отравления кожными антисептиками. Некоторые образцы кожных препаратов в ходе исследования продемонстрировали положительный результат на загрязнение метанолом. Данное вещество, как известно, является токсичным и может вызвать отравление при контакте с ним через кожу или слизистую оболочку организма. Американские специалисты раскрыли несколько случаев отравления метанолом, которые привели к слепоте и даже смерти. FDA рекомендует потребителям отказаться от покупки опасных антисептиков, а при первых симптомах отравления обращаться за медицинской помощью. Метанол может вызывать тошноту, головную боль, частичную или полную потерю зрения, судороги, а значительные дозы могут привести к коме или летальному исходу. Наибольшему риску отравления метанолом подвержены дети, которые могут случайно употребить кожный антисептик в пищу. Бюро также напомнило о необходимости мыть руки с мылом на протяжении не менее 20 секунд после посещения общественных мест, туалета, чихания и до приема пищи.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025