0
9228
Газета Наука Печатная версия

12.09.2023 15:37:00

Сверхпроводящий процессор использует, казалось бы, сугубо «теоретический» эффект

Тесная квантовая коммуникация в трубе

Тэги: физика, сверхпроводимость, технологии, квантовая физика


9-12-4480.jpg
Переплетение энионов с помощью
трех кубитов.  Иллюстрация Physorg
Некогда «помешательство» дерзких молодых ученых, создавших квантовую физику, назвали революцией. Как показал историк и социолог науки Томас Кун, появление квантовой теории ознаменовало изменение парадигмы физической науки. Речь шла о противопоставлении старой и новой физики, занимавшихся вроде бы одним и тем же. Интересно, что против квантовой физики выступал Альберт Эйнштейн, удостоенный Нобелевской премии за математическое описание сугубо квантового процесса фотоэффекта, в котором фотоны выбивают электроны, генерируя тем самым электрический ток. Создатель общей теории относительности, из которой следовало и существование гравитационных волн (экспериментально эти волны были обнаружены спустя 100 лет), возражал против планетарной модели атома.

Эйнштейн исходил из классической теории тяготения: электрон при своем вращении вокруг ядра должен «упасть» на него в силу утери энергии. Тем самым он возражал против квантовых скачков возбужденных электронов, постулированных датчанином Нильсом Бором.

Сегодня мы знаем, что ультрафиолет, возбуждающий электрон в молекуле зеленого флюорисцентного протеина (GFP), поднимает его на более высокий энергетический уровень. Там отрицательный заряд задерживается недолго, после чего релаксирует и возвращается на базовый (ground) уровень. Избыток энергии при этом излучается в виде фотона с большей длиной волны и меньшей энергией. Разница между энергиями ультрафиолета и безобидного успокаивающего зеленого потока фотонов соответствует произведенной работе.

Квантовая физика подарила нам не только боровские скачки, лежащие в основе атомных часов, но и такие понятия, как рекомбинация, суперпозиция-когерентность, а также энтенглмент как связка свойств удаленных друг от друга объектов. Корень в этом термине, предложенном Эрвином Шредингером, тот же, что в словах «тангенс» и «танго», переводимых как «касающийся». По прошествии времени энтенглмент из предположения теоретика стал вполне рабочим термином, показывая расстояние, на котором эта «связка» свойств поддерживается.

Журнал Nature недавно в качестве иллюстрации опубликовал фотографию большой трубы, в которой сотрудники Исследовательского института Цюриха поддерживают температуру ниже 50 милли Кельвинов (то есть фактически абсолютный ноль температуры, 273 градуса по Цельсию ниже нуля). Благодаря этому удается удерживать на расстоянии 30 м два кубита с «одинаковыми» свойствами в состоянии суперпозиции. В статье ученых «Нарушение неравенства Белла с помощью сверхпроводящих цепей» описывается очередное достижение с возможным применением в квантовой коммуникации и при создании компьютеров с принципиально новыми возможностями.

В 1988 году было описано состояние, при котором перемена мест двух частиц не меняет их свойств. Их назвали энионы (anyons). Некоторое время это рассматривалось как математический курьез. Но в Калифорнийском технологическом институте в Лос-Анджелесе показали, что на основе таких частиц можно сконструировать квантовый компьютер.

Идеи, овладевшие массами, показывают свою истинность, что и подтвердили в Институте науки и технологии в корейском городе Тэджон (Южная Корея). В ходе экспериментов было показано, что энионы могут сталкиваться друг с другом, «закручиваясь» в косы. Многие компании ищут пути к созданию квантовых компьютеров, и один из заокеанских гигантов предложил использовать это «плетение» кос из энионов в сверхпроводящем процессоре.

Трудно сказать, будет ли широкая публика допущена к квантовым компьютерам, как она сегодня не пользуется суперкомпьютерами. 


Читайте также


"Метафизика авангарда" Антона Чиркова в Галерее на Шаболовке

"Метафизика авангарда" Антона Чиркова в Галерее на Шаболовке

Дарья Курдюкова

Савонарола живописи

0
1386
Константин Ремчуков. Си Цзиньпин: Китай и Казахстан установили «уникальное вечное всеобъемлющее стратегическое партнерство»

Константин Ремчуков. Си Цзиньпин: Китай и Казахстан установили «уникальное вечное всеобъемлющее стратегическое партнерство»

Константин Ремчуков

Мониторинг ситуации в КНР по состоянию на 08.07.24

0
5044
Константин Ремчуков. Адмирал США Папаро грозит превратить Тайваньский пролив в беспилотный ад

Константин Ремчуков. Адмирал США Папаро грозит превратить Тайваньский пролив в беспилотный ад

Константин Ремчуков

Мониторинг ситуации в КНР по состоянию на 01.07.24

0
7978
Константин Ремчуков. В 2024 году ЕС ввел против Китая 31 протекционистскую меру в области торговли и инвестиций

Константин Ремчуков. В 2024 году ЕС ввел против Китая 31 протекционистскую меру в области торговли и инвестиций

Константин Ремчуков

Мониторинг ситуации в КНР по состоянию на 24.06.24

0
10022

Другие новости