Графен применят в квантовом компьютере

04.01.2014

Удивительный материал графен сейчас служит объектом изучения во многих лабораториях по всему миру. Исследователям из Массачусетского технологического института (MIT) удалось обнаружить дополнительный потенциал использования материала, состоящего из одного слоя атомов углерода, открыв неожиданные свойства, проявляемые им при определенных условиях. По мнению специалистов, эти свойства могут найти применение в квантовых вычислениях.

Как оказалось, под воздействием очень сильного магнитного поля и очень низкой температуры графен фильтрует электроны по спину - привычные нам электронные приборы этого качества лишены.

Если подать напряжение на кусочек графена при обычных условиях, по нему потечет ток. Однако стоит приложить магнитное поле, силовые линии которого перпендикулярны плоскости графена, его поведение меняется: ток протекает только по краю кусочка, а центральная часть становится диэлектриком. Более того, ток течет только в одном направлении, зависящем от направления силовых линий магнитного поля. Этот эффект известен как квантовый эффект Холла.

Исследователи сделали следующий шаг, приложив второе магнитное поле параллельно листу графена, и это снова изменило его поведение. Электроны получили возможность двигаться в обоих направлениях, причем электроны с положительным спином двигались в одном направлении, а с отрицательным - в противоположном.

Сегрегация электронов по спину свойственна топологическим изоляторам, но в обычных проводниках она не наблюдается. По словам ученых, им удалось создать особый вид проводника, заставив один материал вести себя как другой. Более того, меняя магнитное поле, можно управлять обнаруженным краевым эффектом. Как утверждается, на этом принципе можно построить транзисторы и более сложные цепи, которые пока не удавалось реализовать средствами существующих материалов.

В частности, ученые видят в открытии потенциал графена применительно к созданию квантового компьютера. Конечно, пока до практического применения эффекта далеко: он наблюдается при индукции магнитного поля 35 Тл, что примерно на порядок больше, чем в МРТ, и при температуре, которая всего на 0,3°С выше абсолютного нуля.

Впрочем, ученым уже удалось выявить подобный эффект в поле с индукцией всего 1 Тл и при более высоких температурах.

<< Назад: Миниатюрное зарядное устройство для ноутбуков 04.01.2014

>> Вперед: Микросхемы мобильной памяти LPDDR4 DRAM плотностью 8 Гбит 03.01.2014

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 Подушка безопасности для мобильных устройств 23.12.2012 Заявка, поданная компанией Amazon в Бюро по регистрации патентов и торговых марок США (USPTO) летом прошлого года, превратилась в патент, описывающий систему защиты мобильных устройств от повреждения в результате падения. Принцип изобретения напоминает принцип работы подушек безопасности, используемых в автомобиле. Анализируя информацию, поступающую от датчиков, система защиты обнаруживает момент, когда устройство уже не находится в руках у пользователя и падает, рискуя получить повреждения от удара. Информация от датчиков используется для определения расстояния до поверхности и скорости движения, на основании чего оценивается вероятность получения повреждений. В случае необходимости, система меняет ориентацию устройства в пространстве и активирует амортизаторы в виде надувных баллонов, чтобы удар пришелся на них. Интересно, что одним из двух изобретателей, получивших патент, является Джефф Безос (Jeff Bezos), основатель интернет-магазина Amazon.com, один из богатейших людей мира.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025