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
Астрономы сфотографировали «детство Вселенной» до появления галактик
Космос
Прощальные кадры: лунный модуль сфотографировал закат на Луне
Наука
Гены загадочных предков людей повлияли на работу мозга, показало исследование
Наука
В Петербурге открыли лабораторию для создания компьютеров, которые имитируют работу мозга
Наука
Телескоп «Евклид» показал 26 млн галактик: опубликованы первые результаты миссии
Космос
Крошечных морских животных увеличили в пять раз, чтобы рассмотреть их клетки
Наука
В Сеченовском Университете появится «умная» операционная 
Новости
Операторы связи начали заменять китайское оборудование на российское
Новости
В России хотят обязать использование отечественных процессоров для ИИ
Новости
Посмотрите на первого робота-гуманоида Nvidia в действии
Новости
Образцы с обратной стороны Луны показали, какой она была в прошлом
Космос
Морские интернет-кабели научились «прослушивать» на предмет саботажа
Новости
Нового рекорда на термоядерном синтезе добились в России
Наука
Российские ученые разработали материалы для памяти будущего  
Наука
Выяснилось, какие мутации ДНК ускоряют старение  
Наука
«Суперджет» с российскими двигателями ПД-8 впервые поднялся в воздух
Новости
Светочувствительные нановолокна ускорили рост нейронов  
Наука
ChatGPT может «заболеть» тревожностью и депрессией, но есть способ его «успокоить»  
Новости
Москва сократила выбросы углерода на 190 000 тонн благодаря электробусам  
Новости
Игуаны совершили рекордное путешествие миллионы лет назад: они проплыли по океану 8 000 км
Наука