Гибридная квантовая микросхема

23.12.2017

Ученым из Тюбингенского университета (Баден-Вюртемберг, Германия) удалось поместить атомы с магнитными свойствами на микросхему со сверхпроводящим микроволновым резонатором. Эта технология обеспечит дальнейшее развитие квантовых процессоров.

Квантовые состояния позволяют применять особенно эффективные алгоритмы, которые по скорости и объему обработки данных далеко опережают нынешние. За счет этого протоколы квантовых коммуникаций обеспечивают не подверженный взлому канал информации, а квантовые датчики дают наиболее точные данные.

"Чтобы применять эти новые технологии в повседневной жизни, мы должны разработать принципиально новые аппаратные компоненты, - говорит глава исследовательской группы профессор Джозеф Фортаг. - Вместо привычных бинарных единиц передачи информации, используемых в сегодняшних технологиях - битах, которые могут быть только единицей или нулем, новому оборудованию придется обрабатывать гораздо более сложные квантовые состояния".

Нейтральные атомы идеально подходят как для хранения квантовой информации, так и для передачи сигнала. По этой причине исследователи использовали их для создания гибридной микросхемы. Они объединили нейтральные атомы со сверхпроводящими СВЧ-резонаторами. "Мы используем функциональность и преимущества обоих компонентов, - говорит ведущий автор исследования доктор Хельге Хаттерманн. - Сочетание двух систем позволило нам создать настоящий квантовый процессор со сверхпроводящими решетками, возможностью хранения информации и фотонные кубиты".

По мнению ученых, новая система для будущих квантовых процессоров образует параллель с сегодняшними технологиями, которые также являются гибридными. Сегодня расчеты в компьютере выполняются в процессоре, информация хранится на магнитных носителях, а данные передаются через волоконно-оптические кабели через интернет. "Будущие квантовые компьютеры и их сети будут действовать по той же аналогии, требуя гибридного подхода и междисциплинарных разработок для достижения полной функциональности", - говорит Фортаг.

<< Назад: Люди с лишним весом оказались счастливее 24.12.2017

>> Вперед: Лампочка спасает жизнь 23.12.2017

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 Электрохимические транзисторы с уникальными свойствами 05.03.2023 Международная исследовательская группа Северо-Западного университета Китая создала электрохимический транзистор, проводящий как обычное электричество, так и ионы. Он совместим с кровью, одой и устойчив на открытом воздухе. Разработка основана на новом виде электронного полимера и вертикальной, а не плоской архитектуре. Сфера применения новинки - носимая электроника, биоэлектроника и медицина. Транзистор отличается высокой производительностью, легкостью и гибкостью. Новый транзистор обладает способностью усиливать значимые сигналы, что делает его очень полезным для биомедицинского зондирования. Он позволит разработать носимые устройства, которые смогут выполнять обработку сигналов на месте - прямо в биотехнологической среде. Потенциальная сфера применения включает мониторинг частоты сердечных сокращений, уровня натрия и калия в крови, а также отслеживание движений глаз для изучения нарушений сна. Вертикальный электрохимический транзистор на основе нового полимерного материала. Разработка и синтез материалов, а также изготовление и определение характеристик транзисторов требовали совместной работы химиков, материаловедов, биомедиков и инженеров всего мира. Тобин Дж. Маркс, мировой лидер в области материаловедения и органической электроники, профессор каталитической химии в Колледже искусств и наук Вайнберга, возглавлял исследовательскую группу вместе с Антонио Факкетти, профессором химии в Вайнберге. В разработке участвовали Вэй Хуан, профессор Китайского университета электронных наук и технологий, Джонатан Ривней, профессор биомедицинской инженерии в школе Маккормика и 17 других ученых. Для создания более надежных и мощных электронных схем необходимы транзисторы двух типов: транзисторы p-типа, несущие положительный заряд, и транзисторы n-типа, несущие отрицательный заряд. Цепи, состоящие из них, называются комплиментарными. Проблема, с которой исследователи сталкивались в прошлом, заключалась в том, что транзисторы n-типа сложны в изготовлении и, как правило, нестабильны. Это первая работа, демонстрирующая электрохимические транзисторы обоих типов (p+n) со схожими и очень высокими характеристиками, что привело к созданию эффективных электрохимических комплементарных цепей.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025