Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Российские учёные впервые создали сверхпроводящий кубит

Ключевые слова:  Cверхпроводящий кубит, RQC, Джозефсоновские контакты, Квантовые компьютеры, Фотоны

Опубликовал(а):  Доронин Федор Александрович

26 мая 2015

Учёные Российского квантового центра, Лаборатории искусственных квантовых систем МФТИ, МИСиСа и ИФТТ РАН создали первый в России сверхпроводящий кубит — основной элемент будущих квантовых компьютеров, которые смогут превзойти самые мощные современные суперкомпьютеры.

"Это важный шаг, необходимый для создания квантовых вычислительных устройств, которые в будущем произведут революцию в области вычислительной техники", — говорит генеральный директор РКЦ Руслан Юнусов.

Квантовые биты или кубиты — главный составной элемент будущих квантовых компьютеров. Они работают благодаря эффектам квантовой физики, в частности, эффекту квантовой суперпозиции, позволяющему частице (тому самому квантовому биту) принимать различные значения ("0" и "1") одновременно. Как считают учёные, квантовые компьютеры позволят совершить следующий большой скачок в области вычислений.

Поясним. Элементы классических компьютеров могут хранить только один бит ― "1" или "0". Кубиты — это квантовые объекты, которые могут находиться в суперпозиции двух состояний, то есть кодировать одновременно логическую единицу и ноль, что создает принципиально новые возможности для обработки информации. Компьютер на нескольких тысячах кубитов может легко превзойти мощнейшие современные суперкомпьютеры в решении целого ряда вычислительных задач.

В роли кубитов могут выступать атомы или электроны, данные в этом случае "кодируются" в их спине. Однако, проблема в том, что такие кубиты крайне неустойчивы к внешним воздействиям, их состояние легко разрушается из-за внешних "шумов". Процедура считывания и записи информации на них крайне сложна, как и ловушки, которые используются для их хранения.

В начале 2000-х годов учёные обнаружили, что можно создавать "искусственные атомы", которые ведут себя в соответствии с законами квантовой физики, но значительно проще в использовании.

Одни из таких объектов — джозефсоновские контакты, состоящие из двух сверхпроводников, разделённых тонким слоем диэлектрика. Электроны благодаря квантовым эффектам могут "просачиваться" сквозь диэлектрик вследствие эффекта квантового туннелирования.

Как отмечается в пресс-релизе МФТИ, кубиты, построенные из нескольких джозефсоновских контактов, ведут себя как атомы. Они могут находиться в основном и возбужденном состоянии, излучать и поглощать фотоны. Такие кубиты могут быть созданы с помощью существующих методов литографии, на которых основано современное производство микросхем.


Теперь группа учёных из российских физических институтов, работающая под руководством Олега Астафьева из МФТИ, Алексея Устинова из РКЦ и Валерия Рязанова из ИФТТ, впервые создала сверхпроводящий кубит в российской лаборатории.

Созданные исследователями кубиты состоят из четырёх джозефсоновских контактов на "петле" размером в один микрометр. Контакты сконструированы из алюминиевых полос, разделённых слоем диэлектрика (оксида алюминия) толщиной около двух нанометров. Учёные прозондировали устройство микроволновым излучением и определили, что его свойства соответствуют заданным теоретическим параметрам.

"Мы создали инструмент, средство для проведения дальнейших исследований в области квантовых вычислений. С его помощью мы сможем достичь научных результатов, которые пока не получал никто в мире", — отмечает Олег Астафьев.

"Наша работа свидетельствует о том, что в России теперь есть технологии и команды учёных, которые могут включиться в мировую гонку построения квантовых компьютеров", — считает Алексей Устинов.

У учёных пока нет единого мнения относительно того, сколько времени понадобится на создание готового к практическому использованию квантового компьютера. Но, по оптимистичным прогнозам, первый работающий образец можно ожидать уже через 5-10 лет.


Источник: Вести.Наука




Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

А нам уже годик!
А нам уже годик!

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.