Защита спиновых кубитов от внешнего шума

30.10.2018

Исследователи из Германии комплексно исследовали экранирование электрического и магнитного шума для проведения эффективных квантовых вычислений с использованием спиновых кубитов.

Профессор Гуидо Буркард и его команда физиков из Констанцского университета разработали теоретическую концепцию обработки квантовой информации. Они нашли способ экранировать электрический и магнитный шум на короткое время. Это позволит использовать спины в качестве памяти на квантовых компьютерах: увеличится время их когерентности, и в этот период можно успеть выполнить многотысячные компьютерные операции.

Технологическое видение разработки квантового компьютера зависит не только от информатики и информационных технологий. Новое понимание теоретической физики влияет и на прогресс практической реализации. Каждый компьютер или коммуникационное устройство содержит информацию, встроенную в физические системы.

В контексте разработки квантового компьютера спиновые кубиты и их магнитные свойства находятся в центре внимания. Для использования спинов в качестве памяти в квантовых технологиях нужно выстроить их в линию, иначе их нельзя будет контролировать необходимым образом.

Физики сталкиваются с этой проблемой в работе с электрическими полями, когда несколько электронов - в данном случае четыре - формируют квантовый бит. Другая сложность связана с тем, что ученые имеют дело с электронными спинами, которые, в свою очередь, очень чувствительные и хрупкие. Даже в твердых телах из кремния они реагируют на внешнее воздействие электрического или магнитного шума. Это исследование сосредоточено на теоретических моделях и вычислении того, как квантовые биты можно защитить от этого шума - важное добавление к основному исследованию для квантового компьютера. Если изолировать шум даже на короткий период, за эти доли секунды все равно можно успеть выполнить тысячи компьютерных операций - по крайней мере в теории.

Далее физики из Констанца начнут экспериментальную работу со своими коллегами, чтобы испытать теорию. Впервые в этих тестах будет задействовано четыре электрона, а не три, что потенциально может быть использовано партнерами из Принстона. В то время как физики в Констанце предоставляют теоретическую основу, их коллеги из США проводят экспериментальную часть работы.

<< Назад: Электричество из соленой воды с помощью двухслойной мембраны 30.10.2018

>> Вперед: Оценка эмоционального напряжения в кинозале 29.10.2018

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 Мини-робот для исследований Луны 06.10.2020 Компания Astrobotic завершила работу над устройством CubeRover - оно направляется в Космический центр НАСА имени Кеннеди. Если CubeRover пройдет все испытания, то его будут использовать для исследования поверхности Луны. CubeRover был разработан совместно с Университетом Карнеги-Меллона, и компания Astrobotic заявила, что это самый легкий коммерческий планетарный ровер, который когда-либо создавали люди. Он весит всего около четырех килограммов. В рамках предстоящих тестов, которые будут продолжаться в течение нескольких месяцев, инженеры YFCF выяснят к каким типам поверхностей, склонов и подъемов готов компактный колесный робот. Помимо этого, проверке подвергнется его защитная система от опрокидываний. Ровер наделят способностью подпрыгивать, чтобы он имел возможность вернуться обратно на колеса, если попадет в затруднительную ситуацию уже находясь поверхности Луны. Команда НАСА в лаборатории гранулированной механики и реголита (GMRO) Кеннеди теперь проведет несколько месяцев за экспериментами. Уже после них команда решит, нужно ли использовать устройство во время программы Artemis и в какой роли может выступить ровер. При этом CubeRover может использоваться в нескольких космических полетах. НАСА также выбрало компанию Astrobotic в качестве своего коммерческого партнера для предстоящего полета на Луну, который будет искать местоположение и концентрацию льда на лунной поверхности. Это поможет информировать будущих членов экипажа о потенциальных местах посадки.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025