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

 

Одноэлектронная ловушка
Одноэлектронная ловушка

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Графеновые маски выходят на борьбу с Covid 19. Графен губит вирусы. Сенсор для противотуберкулезного препарата. Взаимодействие Дзялошинского-Мории и механическая деформация. Скирмионы займутся растяжкой?

Ученые разработали технологию трехмерной печати генно-инженерных конструкций для направленной регенерации костных тканей
Группа российских ученых разработала оригинальную технологию трехмерной печати персонализированных изделий из биоактивной керамики и создала персонализированные ген-активированные имплантаты. Проведен комплексный физико-химический и биохимический анализ экспериментальных образцов ген-активированных материалов и персонализированных имплантатов для инженерии и направленной регенерации костных тканей, полученных с использованием технологий трехмерной печати, включая доклинические исследования на крупных животных.

Ученые из ИОФ РАН осуществили лазерный перенос графена
Исследователи из Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН (ИОФ РАН) напечатали «смятый» графен на кремниевой подложке, используя метод лазерно-индуцированного прямого переноса. Этот относительно простой процесс может заменить трудоемкие литографические способы создания гарфеновых структур в перспективных устройствах микроэлектроники.

Академия - университетам
Е.А.Гудилин, Ю.Г.Горбунова, С.Н.Калмыков
Российская Академия Наук и Московский университет во время пандемии реализовали пилотную часть проекта "Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии". За летний период планируется провести работу по подключению к проекту новых ВУЗов, институтов РАН, профессоров РАН, а также по взаимодействию с новыми уникальными лекторами для развития структурированного сетевого образовательного проекта "Академия - университетам".

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2020
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 16, 17, 18 и 19 июня 2020 г.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2020 году
коллектив авторов
2 - 5 июня пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

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!



 
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.