Квантовые компьютеры будущего
Квантовые компьютеры обладают потенциалом для решения сложных проблем в области здравоохранения, разработки лекарств и искусственного интеллекта в миллионы раз быстрее, чем некоторые из самых быстрых суперкомпьютеров в мире. Сеть квантовых компьютеров могла бы продвигать эти открытия еще быстрее. Но прежде чем это произойдет, компьютерной индустрии понадобится надежный способ объединения миллиардов кубитов — или квантовых битов — с атомной точностью. Однако подключение кубитов было сложной задачей для научного сообщества. Некоторые методы формируют кубиты, помещая цельную кремниевую пластину в печь для быстрого отжига при очень высоких температурах. С помощью этих методов кубиты случайным образом формируются из дефектов (также известных как центры окраски или квантовые излучатели) в кристаллической решетке кремния. И без точного знания расположения кубитов в материале будет сложно создать квантовый компьютер из связанных кубитов.
Но теперь, возможно, скоро станет возможным подключить кубиты. Исследовательская группа, возглавляемая Национальной лабораторией Лоуренса Беркли (Berkeley Lab), заявляет, что они первыми использовали фемтосекундный лазер для создания и "аннигиляции" кубитов по требованию и с высокой точностью путем легирования кремния водородом. Это изобретение может позволить квантовым компьютерам, использующим программируемые оптические кубиты или "кубиты со спин-фотонами", соединять квантовые узлы в удаленной сети. Это также может способствовать созданию квантового Интернета, который не только станет более безопасным, но и сможет передавать больше данных, чем современные информационные технологии по оптоволокну.
"Чтобы создать масштабируемую квантовую архитектуру или сеть, нам нужны кубиты, которые могут надежно формироваться по требованию в нужных местах, чтобы мы знали, где находится кубит в материале. И именно поэтому наш подход имеет решающее значение", - сказала Каушалия Джурия, научный сотрудник отдела ускорительных технологий и прикладной физики (ATAP) Лаборатории Беркли. Она является первым автором нового исследования, описывающего этот метод в журнале Nature Communications. "Потому что, как только мы узнаем, где находится конкретный кубит, мы сможем определить, как соединить этот кубит с другими компонентами системы и создать квантовую сеть". "Это может открыть для промышленности потенциально новый путь решения проблем, связанных с изготовлением кубитов и контролем качества", - сказал главный исследователь Томас Шенкель, руководитель программы Fusion Science & Ion Beam Technology в подразделении ATAP лаборатории Беркли. В июне его группа примет у себя первую группу студентов из Гавайского университета, где студенты погрузятся в науку и технологии color center/qubit.
Новый метод использует газовую среду для формирования программируемых дефектов, называемых "центрами окраски" в кремнии. Эти центры окраски являются кандидатами на создание специальных телекоммуникационных кубитов или "кубитов на спиновых фотонах". В этом методе также используется сверхбыстрый фемтосекундный лазер для отжига кремния с предельной точностью в тех местах, где эти кубиты должны точно сформироваться. Фемтосекундный лазер излучает очень короткие импульсы энергии в течение квадриллионной доли секунды на сфокусированную цель размером с пылинку. Кубиты со спиновыми фотонами излучают фотоны, которые могут переносить информацию, закодированную в спинах электронов, на большие расстояния — идеальные свойства для поддержки защищенной квантовой сети. Кубиты - это мельчайшие компоненты квантовой информационной системы, которая кодирует данные в трех различных состояниях: 1, 0 или суперпозиции, которая представляет собой все, что находится между 1 и 0.
С помощью Бубакара Канте, научного сотрудника отдела материаловедения Лаборатории Беркли и профессора электротехники и компьютерных наук (EECS) Калифорнийского университета в Беркли, команда использовала детектор ближнего инфракрасного диапазона, чтобы охарактеризовать результирующие цветовые центры путем зондирования их оптических сигналов (фотолюминесценции). То, что они обнаружили, удивило их: квантовый излучатель, называемый Ci-центром. Благодаря своей простой структуре, стабильности при комнатной температуре и многообещающим спиновым свойствам, Ci-центр является интересным кандидатом на роль спинового фотонного кубита, который испускает фотоны в телекоммуникационном диапазоне. "Мы знали из литературы, что Ci может быть сформирован в кремнии, но мы не ожидали, что с помощью нашего подхода мы действительно сможем создать этот новый спин-фотонный кубит-кандидат", - сказал Джурия.
Исследователи выяснили, что обработка кремния лазером с низкой фемтосекундной интенсивностью в присутствии водорода помогла создать центры окраски Ci. Дальнейшие эксперименты показали, что увеличение интенсивности лазерного излучения может увеличить подвижность водорода, который пассивирует нежелательные центры окрашивания, не повреждая решетку кремния, пояснил Шенкель. Теоретический анализ, проведенный Лианг Танем (Liang Tan), штатным научным сотрудником молекулярного литейного цеха лаборатории Беркли, показывает, что яркость цветового центра Ci увеличивается на несколько порядков в присутствии водорода, что подтверждает их наблюдения в ходе лабораторных экспериментов. "Фемтосекундные лазерные импульсы могут выбрасывать атомы водорода или возвращать их обратно, позволяя программируемо формировать нужные оптические кубиты в точных местах", - сказал Джурия.
Команда планирует использовать эту технологию для интеграции оптических кубитов в квантовые устройства, такие как отражающие полости и волноводы, а также для обнаружения новых кандидатов в спиновые фотонные кубиты со свойствами, оптимизированными для выбранных применений. "Теперь, когда мы можем надежно создавать цветовые центры, мы хотим заставить разные кубиты взаимодействовать друг с другом — что является воплощением квантовой запутанности — и посмотреть, какие из них работают лучше всего. Это только начало", - сказал Джурия. "Возможность формировать кубиты в программируемых местах из такого материала, как кремний, доступного в больших масштабах, является захватывающим шагом на пути к практическим квантовым сетям и вычислениям", - сказал Кэмерон Геддес, директор подразделения ATAP.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Последние аномальные новости

Астероид Рюгу позволяет заглянуть в наше прошлое

Безопасные марсианские пещеры для будущих колонистов

Вонючая экзопланета со смертоносным стеклянным дождем

Гипотетический сценарий столкновения с астероидом

Горячие точки, связанные с НЛО, по всему миру

Идеальное место для жизни за пределами Солнечной системы

ИК-свечение на Юпитере вызвано темной материей

Как растут и эволюционируют черные дыры

Лунные вихри могут быть намагничены невидимой магмой

НАСА публикует два документа по архитектуре Луна-Марс

Небесный фейерверк вокруг формирующейся звезды

Неуловимые космические плазмоиды

Неуместные Артефакты продолжают появляться

Обнаружили необычную радиогалактику

Правительство США скрывает важную информацию о НЛО

Пустынный мох может вырасти на Марсе

Ровер-адьютант для прогулок по Луне

Тайна удивительно слабых радиационных поясов Урана

Успешно завершено имитационное путешествие на Марс

Форма гало из темной материи Млечного Пути

Астероидные породы раскрывают тайны Солнечной системы

Биоразлагаемая электроника развивается

Выращивания гороха в искусственной марсианской почве

Гигантский НЛО с зелеными огнями, пролетел над Ираном

Животные из Царства Теней

Земля окружена барьером от вторжения инопланетянам

ИИ поможет определить предел текучести металлов

Картографирование Марса с использованием открытой науки

Китаец попытался повторить подвиг Железного человека

На Марс ежедневно падают метеориты

Новые результаты добавляют загадочности нейтрино

Обнаружено дело Паскагулы в архиве APRO

Потрясающая инфографика об экзопланетах

Причина появления НЛО рядом с ядерными объектами

Происхождение лунного металлического железа

Самая посещаемая привидениями школа Британии

Сигарообразный НЛО замечен в приморском городке

Состоялась беседа ученых об уфологических технологиях

Тест парашютных сенсоров для посадки на Марс

Что знают президенты о НЛО, но не говорят о них вслух

Польза масла амаранта холодного отжима

Взять кредит под залог доли в квартире. Надежное и доступное решение

Срочный выкуп недвижимости. Решение финансовых проблем за несколько дней

Нержавеющая надежность. Фитинги WERK для вашего бизнеса

Джейрахско-Ассинский заповедник. Великолепие природы и истории Ингушетии

Самые популярные промокоды Магнит Маркет от сайта Garpo.ru

Бигфута со светящимися глазами заметили в лесу Луизианы

Выращивание местообитаний в космосе из грибов

Женщина рассказала о внетелесном опыте

Крошечные яркие объекты на заре Вселенной ставят в тупик

Метеороиды падают на Марс чаще, чем считалось

Мы ближе, чем когда-либо, к ответу

НЛО в форме пивной банки пролетел мимо корабля НАСА

НЛО изучают самолеты, боеголовки и ядерные реакторы

НЛО с красными огнями преследовали копы

Обнаружили два новых спутника нашей галактики

Один инопланетянин выжил при крушении в Розуэлле

Первое сообщение о наблюдении летающей тарелки

Подростки заметили бигфута на юге Луизианы

Расшифрована разница в плотности субнептуновых объектов

Создали улыбающегося робота с живой кожей

Существуют ли инопланетяне на самом деле

Тайна происхождения протозвездной системы

Точная дата конца человечества, предсказанная Бабой Вангой

Черный инопланетянин, увлекающийся модификацией тела

Что вы можете увидеть во время наблюдения за небом

Возрождение маленького городка с помощью инопланетян

Загадка камня с человеческим лицом

Из музея в Розуэлле украли артефакт

Известные сыктывкарцы рассказали о НЛО

Как выглядят ангелы согласно Библии

Как карма наказывает людей

Кировчане рассказали о встречах с необъяснимым

Китай испытает систему планетарной обороны

Маленький домовой за диваном

Насколько быстрее на Луне идет время

Необходимо провести дополнительные исследования в Розуэлле

НЛО в небе над Нижневартовском

Новый инструмент для моделирования материалов

Почему НЛО преследуют самолеты и боеголовки

Пролили свет на тайну антикитерского механизма

Страшные предсказания экстрасенса Саломе

Тайна временных провалов

Умершие близкие могут навещать нас

Человечество находится на пороге третьей мировой

Что погубило древние цивилизации

В Розуэлле еще многое предстоит сделать науке

Впечатляющие 'Столпы творения'

Загадочное происхождение сердцебиений мертвых звезд

Загадочные сумки Богов

Крупнейший фестиваль НЛО прошел в Розуэлле

Метеоритный дождь стал причиной коллапса Бронзового века

Мох может сделать Марс пригодным для жизни

Новые загадки пояса Койпера

Новые теплые субнептуновые экзопланеты

Опасения по поводу пузыря ИИ усиливаются

Оптические иллюзии определяют нашу суть

Поиск гравитационных аномалий, вызванных темной энергией

Реликвия с изображением Моисея, получающего 10 заповедей

Свидетельства существования исчезнувшей цивилизации

Секретные правительственные программы по НЛО

Строительство базы из лунных материалов

Таинственный НЛО замечен на фоне Луны

Три странных НЛО замечены над Канзас-Сити

Удивительное поведение черных дыр

Улицы Розуэлла запружены пришельцами

В водах Ладожского озера обитает чудовище

Ватикан назвал истекающую кровью Мадонну подделкой

Верхние слои атмосферы Юпитера удивляют астрономов

Впечатления уфологов о феномене НЛО

Древный город на Марсе, разрушенный термоядерной атакой

Изменения в организме во время космических полетов

Изучение атмосфер экзопланет в поисках внеземной жизни

Инопланетяне и Апокалипсис. Значение посланий инопланетян

Неожиданная находка фосфата в образце астероида

Новое ПО позволит изучить лунную поверхность

Озера лавы крупным планом на спутнике Юпитера Ио

Парниковые газы - признак деятельности инопланетян

Раскрыта правда мохнатого НЛО

Свидетель крушения НЛО из Розуэлла нарушает молчание

Скрытые явления в сверхчистых квантовых материалах

Стоунхендж внесут в список объектов культурного наследия

Таинственные огни и странные шары в Гластонбери

Таинственный сигнал из космоса, который ставит в тупик

Три потенциальные суперземли вокруг ближайшей звезды

Хакер украл секреты OpenAI

Выращивание крупнозубковых сортов чеснока

Актер Курт Рассел видел НЛО

Бионический протез ноги с нейроинтерфейсом

В Массачусетсе больше наблюдений НЛО, чем в большинстве штатов

В этом году в Пенсильвании видели около 30 НЛО

Знакомство с наблюдениями НЛО на фестивале в Гластонбери

Искусственный интеллект ускоряет разработку новых материалов

Квантовые эффекты препятствуют образованию черных дыр

Лучшие в истории кадры с НЛО, снятые на камеру

Маленькие зеленые человечки или большие государственные секреты

НАСА раскрыло происхождение странного мохнатого НЛО

НЛО - вопросительный знак в истории человечества

НЛО замечен в волгоградском небе

Пилот пропал без вести после встречи с НЛО

По мере роста числа наблюдений НЛО растет и число опровержений

Разбившийся НЛО прославил Форт-Уорт

Разгадка тайны зеленых металлов

Раскрываем тайны непознанного

Таинственный мир британских НЛО

Тайна исчезновения легендарного французского меча

Уфологический фестиваль в Розуэлле

Что такое адресная справка и когда требуется ее перевод на иностранный язык

Аборигены Австралии практиковали симпатическую магию

Бигфут напугал группу туристов в лесу Луизианы

Бигфут съел оленью ногу, которую оставили для него

Венера - идеальное место для подсчета метеоритов

Гуманоидного робота научили водить автомобиль

Круги на полях, как появилась эта мистификация

Многие россияне верят, что инопланетяне посещали Землю

Можем ли мы разместить центры обработки данных в космосе

Над курганским округом заметили НЛО

Пришельцы могут выглядеть совершенно не так

Пять объектов, построенных пришельцами

Распадаются ли протоны

Скрывается ли что-то между звезд

Создано устройство для управления жидким светом

Стоит ли ждать встречи с НЛО

Страшные встречи с австралийским бигфутом

Тайна мощного полярного сияния в небе Арктики

Что знают вологжане об НЛО и Дне уфолога

Шифры вокруг наc

Ярославцев привлекает непонятное и необъяснимое

Активисты начали акцию протеста у Стоунхенджа

В Розуэлле отмечают Всемирный день НЛО

Всемирный день НЛО. История и значение

Долгожданные образцы лунной поверхности

Инопланетяне или просто воздушные шары

Как НЛО стали популярным явлением в США

Майкрософт считает, что воровать контент нормально

Наблюдения НЛО в Мэриленде, что видели очевидцы

Наблюдения НЛО во Флориде, что видели очевидцы

Находка гробницы в Египте проливает свет на древние болезни

Недавние наблюдения пришельцев в США

НЛО, от информаторов до секретных программ

Отмечается рост числа наблюдений НЛО

Пять сообщений о странных объектах во Флориде

Самые пугающие и нераскрытые наблюдения инопланетян

Самые яркие и странные наблюдения в Мичигане

Скалы на Рапа-Нуи рассказывают историю населения

Снежный человек и таинственные исчезновения

Подписка на новости
Наверх