Лого Сделано у нас
41

Создан первый в мире метаматериал для квантовых компьютеров

  •  © rqc.ru

Группа ученых из Российского квантового центра, НИТУ «МИСиС», МФТИ и институтов Британии и Германии создала первый в мире квантовый метаматериал, который можно использовать в качестве элемента управления в сверхпроводящих электрических схемах.

Свойства метаматериалов определяются не столько атомами, из которых они состоят, сколько тем, в какие структуры эти самые атомы собраны. Каждая такая структура имеет размеры в сотни десятки или даже сотни нанометров и обладает собственным набором свойств, исчезающих при попытке разделить её на составляющие. Поэтому такую структуру называют мета-атом.

Ещё одно отличие атомов и мета-атомов до недавнего времени состояло в том, что свойства обычных атомов описывались уравнениями квантовой механики, а мета-атомов — классическими физическими уравнениями. Но создание кубитов привело к появлению потенциальной возможности сконструировать материал, состоящий из мета-атомов, состояние которых описывается только квантовомеханически. Правда, такая работа потребовала создания необычных кубитов.

Как пояснил первый автор работы, научный сотрудник лаборатории «Сверхпроводящие метаматериалы» НИТУ «МИСиС» Кирилл Шульга, обычный кубит состоит из схемы, в которую входит три джозефсонских перехода. А в состав зеркального входят пять переходов, симметричных относительно центральной оси.

«Зеркальные кубиты задумывались нами как более сложная система, нежели обычные сверхпроводящие кубиты, — пояснил ученый. — Логика тут довольно простая: у более сложной (искусственно усложненной) системы с большим числом степеней свободы присутствует большее число факторов, которые могут влиять на её свойства. Меняя некие внешние параметры среды, в которой находится наш метаматериал, можно эти свойства включать и выключать, переводя зеркальный кубит из одного основного состояния с одними свойствами в другое, с другими свойствами».

В ходе эксперимента оказалось, что весь метаматериал, состоящий из зеркальных кубитов, может переключаться между двумя режимами: «В одном из режимов цепочка таких кубитов очень хорошо пропускает электромагнитное излучение в микроволновом диапазоне, при этом оставаясь квантовым элементом, — рассказывает ещё один автор работы Илья Беседин. — В другом она поворачивает сверхпроводящую фазу на 180 градусов и запирает прохождение электромагнитных волн через себя. И тоже при этом остаётся квантовой системой. Так что при помощи магнитного поля такой материал можно использовать как управляющий элемент в системах передачи квантовых сигналов (отдельных фотонов) в цепях, из которых состоят развивающиеся сейчас квантовые компьютеры», — подчеркнул исследователь.

Точно просчитать свойства одного зеркального кубита на обычном компьютере сложнее, чем обычного кубита. Усложнив такой кубит ещё в несколько раз, можно достигнуть предела сложности, уже близкого или превосходящего возможности современных электронных компьютеров. Такую сложную систему можно использовать как квантовый симулятор, то есть устройство, способное предсказать и смоделировать свойства некого реального процесса или материала.Как говорят авторы работы, им пришлось перебрать множество теорий, чтобы правильно описать процессы, происходящие в квантовом мета-материале.


  • 1
    Нет аватара Мафусаил
    23.03.1820:11:32

    Ребята, молодцы! Радуют такие новости! +

  • 1
    Е.Юрий Е.Юрий
    24.03.1803:38:27

             

  • 0
    Kolyda Kolyda
    24.03.1814:26:50

    Так дело пойдет, то через полсотни лет искины в головы людей внедрять начнут. Фантасты это предсказывают везде.

    Как быстро развилась электроника! Помню в 60 году, еще школьником, искал где бы достать несколько транзисторов на карманный приемник. В середине шестидесятых, работая в группе телемеханики, участвовал в переходе с релейной аппаратуры на транзисторную. В семидесятые работал на наладке управляющих устройств на первых микросхемах, в восьмидесятые налаживал прокатное оборудование на микропроцессорных контроллерах. В девяностом сваял из набора первый свой «Спектрум». А сейчас на столе компьютер с миллиардами транзисторов стоит и вроде так всегда и было.

    Сказка!

    • 0
      Clausson Clausson
      24.03.1821:34:36

      Фантасты это предсказывают везде.

      Еще 2 тысяч лет назад это в одной книжке написали.   

      Да, метки в руку уже ставят. Чип в голове решит огромное количество проблем человечества (вероятно это его и добьет).

      Отредактировано: Clausson~21:35 24.03.18
Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,