Сообщить об ошибке на сайте
URL
Ошибка
Квантовые компьютеры

Ученые из Констанцского университета (Германия), Принстонского университета (США) и Университета Мэриленда (США) создали стабильный кремниевый квантовый вентиль для двухкубитной системы. Это ключевой элемент квантового компьютера, пишет Science Daily.

Квантовый вентиль — это базовый элемент квантового компьютера, преобразующий входные состояния кубитов на выходные по определенному закону. Отличается от обычных логических вентилей тем, что работает с кубитами, а следовательно подчиняется квантовой логике. В новом устройстве электронный спин отдельных электронов кремния используется, как основное хранилище данных (кубитов).

Квантовые компьютеры могут в будущем заменить электронные компьютеры, когда те достигнут предела вычислительной мощности. Однако они более чувствительны к изменениям окружающей среды, и ученые работают над тем, чтобы создать более стабильные квантовые вентили, которые являются главными «строительными блоками» квантового компьютера.

Особенность открытия американо-немецких ученых состоит в том, что они впервые использовали электронный спин кремния в качестве основы для хранения кубитов. Раньше для этой цели пытались использовать ионы и сверхпроводниковые системы. Направление вращения электрона соответствует «1» или «0» в цифровом бите, но в квантовом состоянии электрон может хранить больше информации, нежели «1» или «0».

Сперва перед учеными встала задача извлечения отдельного электрона из миллиардов атомов кремния. «Это было грандиозным достижением наших коллег из Принстона», — говорит Гуидо Буркард из Констанцского университета. Они использовали сочетание электромагнетизма и отталкивания для отделения электрона, после чего помещали его в специальную полость, где он хранился в плавучем состоянии. Затем необходимо было разработать систему, которая бы позволила контролировать крутящий момент электрона. Это удалось сделать с помощью нано-электродов и электромагнитов.

Однако, чтобы квантовый компьютер стал программируемым, необходимы два кубита. Поэтому ученые попытались подключить два электрона друг к другу с помощью дополнительно наноэлектрода, который поместили между «полостями», в которых плавают электроны. Благодаря этому «мосту» можно сделать так, чтобы один электрон вращался только, при условии, что другой электрон вращается в определенном направлении. Этот метод оказался довольно точным — на 99% для одного кубита и на 80% — для двух кубитов.

Кремний оказался удачным материалом. Он очень «тихий», то есть имеет относительно низкое число атомных спинов, влияющих на крутящий момент электронов. К тому же, кремний давно используется в микроэлектронике и хорошо изучен.

Физики Института Макса Планка сумели реализовать квантовый вентиль с двумя квантами в качестве основных действующих лиц, введя третий квант — атом, выполняющий роль медиатора. Это открытие может позволить в будущем создавать масштабируемые квантовые компьютеры и глобальные квантовые сети.

Подписывайтесь на наши каналы в Telegram

«Хайтек» - новости онлайн по мере их появления

«Хайтек» Daily - подборки новостей 3 раза в день

Немецкий дизайнер разработал складное колесо
Концепты
Приложение-контрацептив привело к росту числа абортов
Кейсы
Геном беглого раба воссоздали по ДНК его потомков
Генетика
GM признали лидером беспилотных технологий
Беспилотный транспорт
Треть жителей Китая и Индии хотели бы стать киборгами
Тренды
Умные стекла будут обогревать здания
Умный дом
Финтех
Универсальная банковская карта запущена в Англии
The Abyss проведет первый в мире Token Sale по модели Бутерина
ICO
РНК-терапия побеждает боль лучше традиционных лекарств
Медицина будущего
Идеи
КПД перовскитных солнечных модулей удалось повысить до 66%
Насилие в компьютерных играх не влияет на психику игроков
Видеоигры
ИИ изменит телевизоры и телевидение
Искусственный интеллект
Эндрю Ын помог создать ИИ, который выявляет смертельно больных
Медицина будущего
В Швейцарии разработали кирпичи с лучшей в мире теплоизоляцией
Новые материалы
Создана система машинного зрения на основе технологии 1960-х годов
Компьютерное зрение
Alibaba: «Мы никогда не выпустим криптовалюту»
Блокчейн
Daimler и BMW начнут продавать автомобили по подписке
Идеи
Умные колонки заменяют пользователям радио, смартфоны и телевизоры
Умные колонки
Медицина
Обучение иммунной системы поможет при химиотерапии
Армения создаст свою Кремниевую долину с упором на блокчейн
Блокчейн
Слишком соленая пища может стать причиной деменции
Биосфера
Водородные велосипеды попадут на массовый рынок через год-два
Велосипеды
Катар стремится стать центром криптовалютного рынка и ICO
Блокчейн
Продажи трехколесного электрокара Solo стартуют в конце года
Городские электрокары
Томские физики разрабатывают левитационный 3D-принтер
3D-технологии
Илон Маск: «В Model 3 можно будет управлять голосом почти всем»
Электромобили
Компания GAC представила электрокроссовер с боковыми VR-стеклами
Электротранспорт
Мнения
Туманное будущее солнечной энергетики: три главных препятствия
Саудовская Аравия начинает переход на электротранспорт
Электротранспорт
Китай запретит централизованную торговлю биткойнами
Блокчейн
ИИ поможет предотвратить внезапную смерть в больницах США
Искусственный интеллект
В 2026 в США будет 2500 беспилотных летающих такси Mobi-One
Транспорт будущего
Умные вещи
Умные фары не слепят водителей и показывают голограммы
Открыт метод дистанционной иммунотерапии рака
Борьба с раком
Гены миног дадут человеку возможность восстанавливать спинной мозг
Регенеративная медицина
Высокие цены на хранение данных мешают развитию генной терапии
Генетика
Клинике Мэйо позволили «штамповать» стволовые клетки для экспериментов
Регенеративная медицина
Доказан факт манипулирования курсом биткойна в 2013 году
Блокчейн
Через два года возобновляемая энергия станет дешевле традиционной
Альтернативная энергетика
Исследования мозга
В мозге обнаружен механизм, отвечающий за творческое мышление
Автопроизводители уже инвестировали в электромобили более $90 млрд
Электромобили
Эксперты: «Идея БОДа совершит прорыв в 2018 году»
Мнения
Кейсы
Нейросети Alibaba и Microsoft превзошли человека в чтении
Энергия солнца и ветра составила почти 100% новых мощностей в США
Чистая энергетика
Новые пептиды подталкивают раковые клетки к самоубийству
Борьба с раком
Бундесбанк: «Регулировать биткойн можно только на мировом уровне»
Криптовалюты
Майнеры добыли 80% всех биткойнов
Криптовалюты
Наклейка на кожу подскажет, когда пора прекращать загорать
Технологии здоровья
Спутник для онлайн-трансляций 4К-видео выведен на орбиту
Кейсы