Растянуть алмаз: новый способ получить больше эффективных квантовых битов
Благодаря сотрудничеству ученых из Чикагского университета, Аргоннской национальной лаборатории и Кембриджа реализация всемирной квантовой сети может быть достигнута раньше, чем первоначально предполагалось.
Команда сделала захватывающее заявление о своем новаторском достижении в области разработки квантовых сетей. С помощью уникальной технологии, включающей растяжение тонких алмазных пленок, они успешно создали квантовые биты, которые могут эффективно функционировать, значительно снижая затраты, связанные с необходимым оборудованием. Кроме того, этот технологический прогресс упрощает управление этими квантовыми битами, тем самым повышая их общую полезность.
Исследователи оптимистичны в отношении того, что результаты их исследования существенно повысят жизнеспособность квантовых сетей в будущем. Подробнее с работой ученых можно познакомиться в журнале Physical Review X.
— Алекс Хай с Университета Чикаго, руководитель исследования.
Кубиты обладают особыми характеристиками, которые привлекают ученых, исследующих потенциал вычислительных сетей будущего. Одним из интересных аспектов является их замечательная устойчивость к взлому, что делает их практически невосприимчивыми к попыткам вторжения. Тем не менее, прежде чем эта революционная технология сможет беспрепятственно интегрироваться в нашу повседневную жизнь, необходимо преодолеть многочисленные препятствия.
Одна из основных проблем, связанных с кубитами, касается узлов, ответственных за передачу информации внутри квантовой сети. Эти узлы состоят из очень хрупких кубитов, которые подвержены неблагоприятному воздействию как тепла, так и вибрации. Следовательно, ученым приходится подвергать эти кубиты воздействию исключительно сверхнизких температур, чтобы обеспечить их оптимальную функциональность.
— Алекс Хай.
Лаборатория работала вместе с учеными из национальной лаборатории Аргонны. Целью сотрудничества было проведение экспериментов по составу кубитов с целью усовершенствования технологии.
Алмазы считаются весьма перспективным типом кубитов, поскольку они обладают замечательной способностью поддерживать квантовую запутанность. Квантовая запутанность относится к взаимосвязи между частицами, такими как электроны или фотоны, даже если они физически разделены. Однако для того, чтобы поддерживать эту квантовую запутанность в течение длительного времени, алмазы требуется охладить до температуры чуть выше абсолютного нуля.
У команды было сильное желание углубиться в сложную композицию материала, поскольку они стремились раскрыть скрытый в нем неиспользованный потенциал. Однако на своем пути они столкнулись с многочисленными трудностями, в первую очередь из-за удивительной твердости алмазов. Тем не менее ученые сделали революционное открытие, когда выявили способность «растягивать» алмазы на молекулярном уровне, аккуратно нанося тонкий слой алмаза на нагретое стекло.
По мере того как стекло постепенно остывает, оно подвергается процессу сжатия, который происходит более медленными темпами по сравнению с алмазом, тем самым оказывая тонкий эффект растяжения на атомную структуру кристалла. Это явление можно сравнить с тем, как тротуар растягивается или сокращается в ответ на колебания температуры земли под ним.
— Том Куэч, директор программы в Дирекции по инженерным наукам Национального научного фонда США.
Команда сделала захватывающее заявление о своем новаторском достижении в области разработки квантовых сетей. С помощью уникальной технологии, включающей растяжение тонких алмазных пленок, они успешно создали квантовые биты, которые могут эффективно функционировать, значительно снижая затраты, связанные с необходимым оборудованием. Кроме того, этот технологический прогресс упрощает управление этими квантовыми битами, тем самым повышая их общую полезность.
Исследователи оптимистичны в отношении того, что результаты их исследования существенно повысят жизнеспособность квантовых сетей в будущем. Подробнее с работой ученых можно познакомиться в журнале Physical Review X.
Благодаря реализации этого метода температура, при которой эти системы могут функционировать, значительно повышается, что приводит к снижению потребности в ресурсах
— Алекс Хай с Университета Чикаго, руководитель исследования.
Кубиты обладают особыми характеристиками, которые привлекают ученых, исследующих потенциал вычислительных сетей будущего. Одним из интересных аспектов является их замечательная устойчивость к взлому, что делает их практически невосприимчивыми к попыткам вторжения. Тем не менее, прежде чем эта революционная технология сможет беспрепятственно интегрироваться в нашу повседневную жизнь, необходимо преодолеть многочисленные препятствия.
Одна из основных проблем, связанных с кубитами, касается узлов, ответственных за передачу информации внутри квантовой сети. Эти узлы состоят из очень хрупких кубитов, которые подвержены неблагоприятному воздействию как тепла, так и вибрации. Следовательно, ученым приходится подвергать эти кубиты воздействию исключительно сверхнизких температур, чтобы обеспечить их оптимальную функциональность.
В сфере современных квантовых вычислений использование кубитов часто требует наличия большого холодильника размером с комнату и опытной команды специалистов для эффективного управления его работой. Следовательно, создание обширной квантовой сети в промышленном масштабе повлечет за собой строительство холодильных установок через равные промежутки примерно в 5 или 10 километров. Это предприятие, несомненно, потребует значительного развития инфраструктуры и привлечении дополнительной рабочей силы
— Алекс Хай.
Лаборатория работала вместе с учеными из национальной лаборатории Аргонны. Целью сотрудничества было проведение экспериментов по составу кубитов с целью усовершенствования технологии.
Алмазы считаются весьма перспективным типом кубитов, поскольку они обладают замечательной способностью поддерживать квантовую запутанность. Квантовая запутанность относится к взаимосвязи между частицами, такими как электроны или фотоны, даже если они физически разделены. Однако для того, чтобы поддерживать эту квантовую запутанность в течение длительного времени, алмазы требуется охладить до температуры чуть выше абсолютного нуля.
У команды было сильное желание углубиться в сложную композицию материала, поскольку они стремились раскрыть скрытый в нем неиспользованный потенциал. Однако на своем пути они столкнулись с многочисленными трудностями, в первую очередь из-за удивительной твердости алмазов. Тем не менее ученые сделали революционное открытие, когда выявили способность «растягивать» алмазы на молекулярном уровне, аккуратно нанося тонкий слой алмаза на нагретое стекло.
По мере того как стекло постепенно остывает, оно подвергается процессу сжатия, который происходит более медленными темпами по сравнению с алмазом, тем самым оказывая тонкий эффект растяжения на атомную структуру кристалла. Это явление можно сравнить с тем, как тротуар растягивается или сокращается в ответ на колебания температуры земли под ним.
Потенциал для информационных технологий на основе квантовых явлений высок. Этот проект является частью непрерывных усилий Национального научного фонда США по обеспечению исследований в области производственной науки, необходимой для превращения этих подходов в технологическую реальность
— Том Куэч, директор программы в Дирекции по инженерным наукам Национального научного фонда США.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
3700-летний вирус, спрятанный в средневековых книгах, только что убил 500 тысяч животных
Сколько еще патогенов дремлет в библиотечных хранилищах Европы и России, точно не скажет ни один ученый...
«Этого не должно происходить»: что ученые нашли в облаках Венеры
Там возможны абсолютно другие, просто невероятные формы жизни. И эксперименты это доказали...
Молилась и убивала: какой диагноз ставят Салтычихе психиатры и психологи?
Ученые говорят: феномен жестокости самой страшной помещицы России разгадан, но......
Супервспышка-1947: тогда Земля избежала триллиона бомб. Но успокоилось ли Солнце?
Астрофизики говорят, что нам очень повезло со звездой. Но шансы на глобальную катастрофу все-таки есть...
Карта 1587 года и Ноев ковчег: почему место совпало с раскопками на Арарате?
Длина «судна», кстати, тоже совпала, и это не может не настораживать...
«Выстрел» прямо в Землю: астрономы обнаружили черную дыру, выбрасывающую струю в сторону нашей планеты
Ученые рассказали, как это поможет разгадать важную космическую тайну...
Камчатка 1000 лет назад: археологи заглянули в исчезнувший мир из космоса
Предков этих людей изгнало мощное извержение вулкана, но через столетия они вернулись в родные земли...
Жизнь за пределами Земли: что рассказала ученым межзвездная комета 3I/ATLAS?
Объект настолько древний, что его возраст крайне сложно представить. И это не единственная загадка пришельца из глубокого космоса...
Нашли тайную комнату в гробнице Тутанхамона: почему там может быть Нефертити?
Если гипотеза подтвердится, это будет крупнейшее археологическое открытие современной эпохи...
Астрономы поймали сигнал из космоса: пришельцы или помеха?
И почему главная проблема в том, что мы мастерски сами себе мешаем за пределами Земли?...
928 разбросанных костей в Гёбекли-Тепе: спустя 30 лет раскопок тайна древнейшего храма наконец-то раскрыта
Однако археологи признаются: от открытия им проще не стало. Напротив, все еще больше запуталось...
Черная смерть — двигатель прогресса: как эпидемия чумы в корне поменяла ход истории в Европе
Неожиданно: книгопечатание, отмена крепостного права, раскол западного христианства — это лишь немногие последствия пандемии...
Поделили Москву на «зоны влияния»: генетики рассказали, как живут крысиные «народы» столицы
Почему московские грызуны оказались «неуязвимыми мутантами» и зачем им реки для жизни?...
Тихий океан стал вести странно: молодая вода быстро стареет, а старая, наоборот, молодеет. В чем причина?
Особенно страдает северная часть океана. Но и есть хорошая новость...
Таинственные пещерные иероглифы в Мексике раскрывают давно потерянную письменность
Оказалось, что разгадки лучше всего искать не в городах, а на склонах гор в глуши...
Не хуже Тутанхамона: почему сокровища забытых цариц из Ассирии поразили ученых?
Особенно загадочной оказалось гробница II, причем ее тайна до конца не раскрыта и по сей день...