"Разноцветные" фотоны - революция в области квантовых вычислений

Квантовый чипНесмотря на огромное количество исследований в области квантовых вычислений, универсальные квантовые компьютеры так и продолжают оставаться исключительно теоретическим понятием. Напомним нашим читателям, что основой любого квантового компьютера или коммуникационной системы являются квантовые биты, называемые кубитами. Кубиты отличаются от традиционных битов тем, что они могут помимо, двух основных состояний, 1 или 0, находиться в третьем состоянии - в состоянии суперпозиции, когда значение кубита равно одновременно 1 и 0. Это, в свою очередь, позволяет при помощи одного кубита выполнять две параллельных вычислительных операции.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 2

Ученые создали самый малошумящий квантовый микроволновый усилитель, способный переключатся в режим генератора

Квантовая системаУченые из Швейцарского федерального политехнического университета Лозанны (Swiss Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL) создали для проведения экспериментов схему микроволнового квантового резонатора, основой которого является мембрана крошечного металлического "барабана". Охлажденный до минимально возможной температуры и самого низкого уровня энергии, определенного принципами квантовой механики, этот микробарабан превращается в своего рода квантовый "резервуар", внутри которого квантовое состояние фотонов микроволнового излучения сохраняется неизменным в течение достаточно длительного промежутка времени.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 0

Применение голографических технологий позволило улучшить качество работы нанофотонных схем

Метод голографической компенсацииНанофотонные схемы, крошечные чипы, которые фильтруют и управляют распространением света, страдают от незначительных изменений, вызванных влиянием внешних факторов, которые оказывают отрицательное влияние на оптические характеристики этих схем. Группа исследователей из Утрехтского университета (Utrecht University), университета Твенте (University of Twente) и исследовательского центра Thales Research & Technology France нашли способ, позволяющий компенсировать вышеупомянутые изменения, что, в свою очередь, позволит в скором будущем изготавливать надежные компоненты коммуникационного оборудования для датацентров и высокопроизводительных компьютерных систем.
 | Опубликовано NanoMan | Подробнее | Комментарии: 0

Ученым удалось впервые увидеть "вживую" квантовый фазовый переход

Квантовый фазовый переходГруппе ученых, возглавляемой Иоганнесом Финком (Johannes Fink) из австрийского института Науки и техники (Institute of Science and Technology Austria, IST Austria), впервые в истории науки удалось наблюдать экспериментальным путем за явлением фазового перехода первого порядка в рассеивающей квантовой системе. Фазовый переход - это то, с чем нам приходится достаточно часто сталкиваться в обычной жизни, к примеру, когда мы наблюдаем замерзание или таяние воды при переходе точки температуры в 0 градусов Цельсия. Фазовые переходы происходят и на квантовом уровне, но, несмотря на их важность для некоторых областей физики, квантовые фазовые переходы практически не изучены в настоящее время.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 0

Исследователи добрались до квантового предела при помощи крошечного наноустройства

Наномеханический резонаторЕсли вы пытаетесь настроиться на радиостанцию, передатчик которой находится очень далеко, то сигнал этой радиостанции, как правило, искажается шумами. Шум возникает в результате работы электронных схем, которые пытаются максимально усилить слабый сигнал для того, чтобы иметь возможность детектировать несомую им звуковую информацию. Согласно законам физики и квантовой механики, любое усиление сигнала добавляет в него некоторый уровень шумов, и в начале 1980-х годов американский физик Карлтон Кэйвс (Carlton Caves) теоретически доказал, из-за принципа неопределенности Гейзенберга при максимальном усилении к сигналу добавляются квантовые шумы, составляющие по крайней мере половину его энергетического спектра. Этот вид шумов не играет особой роли в радиосигналах, используемых в нашей повседневной жизни. Но он оказывает огромное влияние на работу измерительных устройств, используемых в различных научных экспериментах и исследованиях. Именно поэтому ученые уже достаточно давно пытались разработать малошумящие усилители, параметры которых приближаются к теоретическому пределу Карлтона Кэйвса.
 | Опубликовано Electronic | Подробнее | Комментарии: 0

Ученые нашли кардинально новый подход к реализации технологий квантовых вычислений

Запутанные микроволновые фотоныИсследователи из университета Аальто (Aalto University) продемонстрировали возможность использования микроволновых сигналов для кодирования информации и использования их в технологиях квантовых вычислений. Для этого они использовали микроволновый резонатор, основанный на чрезвычайно чувствительных измерительных устройствах, известных под названием SQUID (superconductive quantum interference device), охлажденных до температуры, близкой к температуре абсолютного нуля. При такой температуре прекращается тепловое движение любого вида, что соответствует состоянию абсолютной темноты, состоянию, когда в квантовой системе полностью отсутствуют как фотоны света, так и фотоны излучения любого диапазона электромагнитного спектра, включая и микроволновый.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 5
30 января 2016 | Энергетика

Ученые разработали новую высокоэффективную систему беспроводной передачи энергии

Беспроводная передача энергииВ настоящее время область применения технологий беспроводной передачи энергии ограничивается, главным образом, несколькими типами зарядных устройство для электрических транспортных средств и мобильной электроники. Благодаря таким технологиям больше не требуется подключать мобильный телефон или автомобиль напрямую к сети через зарядное устройство, для этого достаточно положить телефон на специальную подставку или поставить автомобиль на определенное место. Но в будущем технологии беспроводной передачи энергии могут охватить гораздо большее, позволяя любому электронному устройству в пределах всего помещения или дома черпать энергию прямо из воздуха. Только для этого сначала потребуется увеличение дальности действия и коэффициента полезного действия систем беспроводной передачи.
 | Опубликовано Energetic | Подробнее | Комментарии: 3

Ученые предложили способ телепортации памяти живых существ

ТелепортацияО телепортации, технологии мгновенного перемещения из одной точки пространства в другую, мечтают многие из людей, когда им доводится втискиваться в переполненный вагон метрополитена или в общественный транспорт. В настоящее время ученым удается лишь телепортировать на расстояние квантовое состояние квантовых частиц, а способы перемещения материальных объектов остаются на сегодняшний день лишь предметом научной фантастики. Тем не менее, есть большая вероятность того, что телепортация материальных объектов все же станет реальностью в далеком или очень далеком будущем, ведь многочисленные группы ученых продолжают вести интенсивные исследования в этом направлении.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 1

Создан первый процессор, использующий фотонные соединения между элементами его чипа

Кристалл микропроцессораРазработчики чипов современных процессоров уже давно обратили свое внимание на фотонные технологии, которые позволяют быстро передавать данные от одного функционального узла чипа к другому в пределах кристалла процессора. Такие фотонные соединения позволят преодолеть одно из главных узких мест в архитектуре процессоров, которое связано с ограничением полосы пропускания шин данных, изготовленных из обычных медных токопроводящих дорожек. Избавление от этого узкого места позволит использовать все ресурсы и вычислительные мощности процессоров с максимальной эффективностью, но необходимость совмещения двух различных технологий, электроники и фотоники, служило в качестве препятствия, которое не давало реализовать все эти идеи на практике.
 | Опубликовано Electronic | Подробнее | Комментарии: 0

Ученые продемонстрировали первый в своем роде экситонный лазер, изготовленный из материала одноатомной толщины

Излучение лазераСоздание ультракомпактных фотонных и оптоэлектронных устройств следующего поколения будет невозможно без наличия высокоэффективного миниатюрного источника света, лазера. Ученые из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли разработали и изготовили опытные образцы достаточно уникального источника света - лазера, носителями энергии в котором являются квазичастицы, называемые экситонами, который изготовлен из "плоского" материала, дисульфида вольфрама, помещенного внутрь специального дискового микрорезонатора. И этот лазер за счет необычного принципа его работы способен вырабатывать когерентное излучение в диапазоне видимого света достаточно высокой яркости.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 5
21 сентября 2015 | Новости науки и техники

Ученые создали систему, внутри которой находится самая "тихая" область пространства в мире

ТишинаПредставьте себе то, что вы ассоциируете с "самой тихой тишиной". Наверняка в голову вам придет безветренная ночь в пустыне, в месте, удаленном от цивилизации и издаваемых ею звуков, или пребывание в глубине пещеры, там, где проникновению звуков мешают огромные массы горных пород над головой. Независимо от того, что вы себе вообразили, вы находитесь очень далеко от истины. Самым тихим местом является область пространства, заключенная в недрах экспериментальной установки, созданной исследователями одной из лабораторий Физического факультета гонконгского Научно-технического университета (Hong Kong University of Science and Technology). Эти исследователи, работающие под руководством профессора Мин Янг (Min Yang), добились того, что в области между двумя резонаторами, поглощающими 99.7 процентов от поступающих извне звуков, создается тишина, которую можно назвать практически идеальной.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 2

Управление квантовым состоянием нано-объекта впервые реализовано при помощи механической системы

Алмазный резонаторУченые из швейцарского Института нанотехнологий (Swiss Nanoscience Institute) и университета Базеля (University of Basel) при помощи резонаторов, изготовленных из монокристаллического алмаза, создали наноустройство, в котором квантовая система объединена с механической колебательной системой. Используя это устройство, ученые впервые в истории продемонстрировали, что механическая система может использоваться для управления квантовым состоянием (спином электронов) нанобъекта, включенного в резонатор, без использования внешних антенн или сложных микроэлектронных структур.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 0

DSAC - новые атомные часы, которые снабдят точным временем миссии в дальний космос

Атомные часы DSACНовые миниатюризированные ртутно-ионные атомные час Deep Space Atomic Clock (DSAC), которые были разработаны учеными НАСА и которые проходят сейчас программу испытаний, обеспечивают точность и стабильность, на порядки превосходящие аналогичные показатели даже самых лучших существующих навигационных часов.. Кроме этого, часы DSAC имеют меньшие габариты и более высокую точность, нежели любые атомные часы, которым довелось побывать в космосе. В 2016 году часы DSAC отправятся в космос в рамках испытательной миссии, целью которой будет демонстрация технологий, обеспечивающих высокоточное хронометрирование для критических миссий на околоземной орбите и для миссий в открытом космосе.
 | Опубликовано Astronaut | Подробнее | Комментарии: 0

Ученые научились ускорять, замедлять и блокировать свет при помощи звука

Оптический резонатор и проводникКак можно заставить оптическое волокно пропускать свет только в одном направлении? Ответ на этот и несколько других подобных вопросов нашли исследователи из университета Иллинойса, которые использовали в своих целях явление индуцированной прозрачности на основе эффекта рассеивания Мандельштама-Бриллюэна (Brillouin Scattering Induced Transparency, BSIT). Оптическое волокно, в котором было вызвано это явление, беспрепятственно пропускало свет в одном направлении, полностью рассеивая при этом свет, движущийся в обратном направлении. Кроме этого, BSIT-явление позволило реализовать такие удивительные эффекты, как замедление или ускорение скорости движения импульсов света. Подобное нелинейное поведение оптического волокна может стать основой принципов работы новых оптических приборов, изоляторов, полупроводников и циркуляторов, которые являются частями базового набора компонентов для любого конструктора сложных оптических устройств.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 3

Создана первая система-на-чипе, генерирующая непрерывный поток запутанных фотонов

Генератор запутанных фотоновМы очень часто рассказывали об уникальном явлении квантовой запутанности, благодаря которому запутанные частицы синхронизируют свое квантовое состояние, даже если они находятся в противоположных уголках на краю Вселенной. Связь квантовой запутанности настолько тонка и хрупка, что любая, даже самая деликатная попытка перехвата передаваемой информации становится явной и нарушает всю процедуру обмена. Но, для того, чтобы иметь возможность использовать на практике все преимущества квантовых коммуникаций и квантовой криптографии требуется некое устройство, способное генерировать непрерывный поток запутанных фотонов, потребляющее при этом незначительное количество энергии и имеющее габаритные размеры, которые позволят встраивать такие устройства на кристаллы современных чипов.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 7