Исследователи придумали, как «растянуть» алмаз для квантовой связи

«Растягивая» тонкие пленки алмаза, ученые создали кубиты, которые могут работать со значительно меньшими затратами и оборудованием.

Исследователи из Чикагского университета, Аргоннской национальной лаборатории и Кембриджского университета разработали технологию для создания менее ресурсоемких кубитов (квантовых битов), которыми легче управлять. Предложенный метод основан на растяжении тонких пленок алмаза.

Одна из главных проблем квантовой связи связана с «узлами», которые будут передавать информацию по квантовой сети. Кубиты, составляющие эти узлы, очень чувствительны к нагреву и вибрациям, поэтому для работы их нужно охлаждать до чрезвычайно низких температур.

Исследователи экспериментировали с алмазами — одним из материалов, который используется для создания кубитов. Азотные вакансии (крошечные дефекты) в алмазах способны сохранять квантовую запутанность в течение относительно длительных периодов времени, но для этого материал необходимо охладить до температуры, немного превышающей абсолютный ноль.

В своих экспериментах ученые обнаружили, что они могут «растянуть» алмаз на молекулярном уровне, если положат тонкую пленку алмаза на горячее стекло. Когда стекло остывает, оно сжимается медленнее, чем алмаз, слегка растягивая атомную структуру алмаза — подобно тому, как асфальт расширяется или сжимается, когда земля под ним остывает или нагревается.

Это растяжение, хотя и раздвигает атомы лишь на бесконечно малую величину, оказывает существенное влияние на свойства материала. Во-первых, кубиты в таком состоянии сохраняли когерентность при температурах до 4 К. Такую температуру можно достичь с помощью существующих установок и это требует гораздо меньше ресурсов и затрат, чем охлаждение до температур близких к абсолютному нулю.

Во-вторых, «растяжение» позволило управлять кубитами с помощью микроволн. Предыдущие версии должны были использовать свет оптической длины волны для ввода информации и манипулирования системой, что приводило к появлению шума и снижало надежность системы. Использование микроволн в новой системе повысило точность до 99%.

Исследователи полагают, что новая технология значительно снизит затраты на создание квантовых сетей связи, защищенных от взлома и искажения информации.


Читать далее:

ИИ разработал суперконденсатор, который хранит рекордное количество энергии

Оказалось, дешевый и популярный препарат помогает в лечении рака

Посмотрите на «сердце» Млечного Пути на снимках телескопа «Джеймс Уэбб»

На обложке: художественная иллюстрация кубитов из растянутых алмазов. Изображение: Peter Allen, UChicago

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
«Уэбб» раскрыл тайну центра Млечного Пути: почему там формируется слишком мало звезд
Космос
Рак распространяется как сеть: российские ученые наблюдали в 3D особенности развития опухолей
Наука
Солнечная буря сдавила магнитное поле Юпитера «как гигантский мяч для сквоша»
Космос
Анализ крови определяет стадию болезни Альцгеймера с точностью 92%: это поможет подобрать терапию
Наука
ИИ впервые прошел тест Тьюринга: GPT-4.5 обманул людей в 73% случаев
Новости
В Сколково нашли способ увеличить емкость суперконденсаторов для электромобилей
Наука
ИИ ускорил поиск дефектов трубопроводов в 30 раз
Новости
Под пирамидами Гизы нашли «скрытый город», но с учеными согласны не все
Наука
В Земле нашли «червоточину»: что происходит с литосферой
Наука
Появились новые фото угрожающего Земле астероида
Космос
Российский ИТ-рынок замедляется: почему это происходит и что дальше
Новости
«Яндекс» запустил конкурента Google и ChatGPT: чем отличается и как работает
Новости
Трагедию с Xiaomi на автопилоте начали расследовать в Китае
Новости
Посмотрите, как выглядит самый быстрый пассажирский самолет в мире
Новости
Странная форма материи меняет планеты: как она повлияет на Землю
Космос
Новые фотодиоды в 10 раз чувствительнее аналогов: они пригодятся в медицине
Наука
В России создадут региональный совет по дронам: зачем он нужен
Новости
Государство компенсирует бизнесу 20% затрат на роботов: как работает система
Новости
Разработан маршрутизатор для фотонов: он объединит квантовые компьютеры в единую сеть
Наука
ИИ обнаружил два новых гена, которые влияют на риск ишемического инсульта
Наука