Еще один шаг к квантовому компьютеру

Физики впервые показали конденсацию жидкого света в полупроводнике толщиной всего в один атом.

Международная группа физиков, в которую вошел руководитель лаборатории оптики спина СПбГУ профессор Алексей Кавокин, впервые экспериментально показала, как в тончайшей одноатомной пленке кристалла-полупроводника формируется конденсат Бозе — Эйнштейна: десятки тысяч квантов «жидкого света». Это открытие поможет создать новые типы лазеров, способные производить кубиты — главные составные элементы квантовых компьютеров будущего. Результаты исследования опубликованы в престижном научном журнале Nature Materials.

Идея создания квантовых компьютеров — мощнейших вычислительных машин, работающих по законам квантового мира и способных решать многие задачи эффективнее самых производительных суперкомпьютеров, — давно завладела умами ученых и специалистов IT-корпораций. Подобные разработки ведутся, например, в Google и IBM, однако многие такие проекты требуют использования криостатов — резервуаров с жидким азотом или сжатым гелием, внутри которых квантовые процессоры охлаждаются до температуры ниже минус 270 градусов по Цельсию. Столь низкая температура нужна для сохранения эффекта сверхпроводимости, который необходим для работы квантовых компьютеров.

Разработки Алексея Кавокина и его коллег связаны с созданием поляритонной платформы для квантовых вычислений. Одно из главных ее преимуществ — возможность проводить квантовые вычисления при комнатной температуре. Поляритонный лазер, работающий на открытом Алексеем Кавокиным и его коллегами принципе бозе-эйнштейновской конденсации экситонных поляритонов при комнатной температуре, позволяет создавать кубиты — базовые элементы квантовых компьютеров. Кубиты реализуются методом лазерного облучения искусственных полупроводниковых структур — микрорезонаторов.

В новом исследовании ученым удалось впервые экспериментально наблюдать, как в самом тонком в мире полупроводнике — тончайшем слое кристалла диселенида молибдена (MoSe2) толщиной всего в один атом — формируется конденсат Бозе — Эйнштейна, то есть десятки тысяч квантов «жидкого света», точное имя которых — экситонные поляритоны. Эти частицы обладают свойствами как света, так и обычных материальных частиц, и их можно использовать в качестве носителей информации. То есть вместо электронов по микросхемам любых электронных устройств может бегать электрически нейтральная светожидкость. Поляритонные приборы позволят обрабатывать огромные потоки информации со скоростью, близкой к скорости света.

В исследовании приняли участие физики из Вюрцбургского университета (Германия), Калифорнийского университета в Мерседе (США), Университета Вестлейка (Китай), Университета штата Аризона (США), Национального Института материаловедения (Япония) и Санкт-Петербургского государственного университета (Россия).

Конденсат Бозе — Эйнштейна был получен в полупроводниковом микрорезонаторе, содержащем слой нового кристаллического материала диселенида молибдена толщиной в один атом. Локализация света в слое такой малой толщины была достигнута впервые,

— рассказал об открытии профессор Алексей Кавокин.

— В результате этого исследования могут быть созданы новые типы лазеров, основанные на двумерных кристаллах, позволяющие создавать кубиты — квантовые транзисторы, основу квантового компьютера, работающего на светожидкости».

Важно понимать: как не раз отмечал ученый, квантовые компьютеры называют сегодня атомной бомбой XXI века, ведь они открывают огромные возможности не только в области, например, создания новых лекарств, но и в области кибератак. Имея компьютер с такими мощностями, можно разгадать практически любой шифр, поэтому перед учеными сегодня также стоит важная задача защиты квантовых устройств — квантовой криптографии, в которой открытия Алексея Кавокина и его коллег также играют очень важную роль.

Исследование было поддержано грантами Немецкого научно-исследовательского сообщества (DFG), Европейского исследовательского совета (ERC), Немецкого фонда академических стипендий Studienstiftung, грантами Университета Вестлейка (Китай), Санкт-Петербургского государственного университета (Россия) и других научных организаций.

Материал предоставила пресс-служба СПбГУ.

07.05.2021





Net&IT

Что такое нейрокомпьютинг, и зачем нужны процессоры Хопфилда и ГроссбергаЧто такое нейрокомпьютинг, и зачем нужны процессо...

Нейрокомпьютинг – разработка вычислитель...

Какие специалисты нужны для разработки смарт-контрактовКакие специалисты нужны для разработки смарт-конт...

Во время хайпа блокчейна в 2015-2017 гг. ...

Улыбнись перед камерой — плюсы и минусы технологии распознавания лицУлыбнись перед камерой — плюсы и минусы технологи...

Технология распознавания лиц укрепляется ...

10 фактов о системе блокчейн — нюансы, которые были вам неизвестны10 фактов о системе блокчейн — нюансы, которые бы...

У системы блокчейн, вернее, у самой техно...

Реестр отечественной продукции пополнили еще семь микросхемРеестр отечественной продукции пополнили еще семь...

Очередная партия, состоящая из семи серий...

В Токио разработали прототип памяти будущегоВ Токио разработали прототип памяти будущего

Ученые из Института промышленных наук при...

Виртуальную Янтарную комнату компании из ОЭЗ Москвы презентуют в регионах РоссииВиртуальную Янтарную комнату компании из ОЭЗ Моск...

Копию легендарного интерьера одной из ком...

В России начали исследования по разработке многофункционального гибридного биочипаВ России начали исследования по разработке многоф...

Ученые Томского политехнического университета ...

Завершена работа над первой редакцией нового национального стандарта для ЦОДЗавершена работа над первой редакцией нового наци...

Рабочая группа под патронажем Ассоциации ...

Getac выпускает новый 10-дюймовый планшет ZX-10Getac выпускает новый 10-дюймовый планшет ZX-10

Компания Getac объявила о выпуске полност...

Ну где же ручки, ну где же ваши ручки: нейросеть научили считывать жесты рук во время работы на компьютереНу где же ручки, ну где же ваши ручки: нейросеть ...

Ученые разрабатывают новую технологию, которая...

МТС Банк и TalkBank запустили чат-бот MTS Bank Now в Telegram и WhatsAppМТС Банк и TalkBank запустили чат-бот MTS Bank No...

МТС-Банк и финтех-платформа TalkBank объя...

DataDome завершил проектирование и строительство ЦОД для ГК «Ключевые Системы и Компоненты» в ТвериDataDome завершил проектирование и строительство ...

DataDome завершил работы по проектировани...

Российские и иранские ученые использовали нейросеть в разведке месторождений железной рудыРоссийские и иранские ученые использовали нейросе...

Журнал Minerals опубликовал научную статью, по...

Решение всех ваших проблем с Wi-FiРешение всех ваших проблем с Wi-Fi

То, как мы пользуемся Интернетом и&n...

Huawei nova 8 быстрый обзорHuawei nova 8 быстрый обзор

Новый Huawei Nova 8 — привлекательн...

Телеграм-бот для проверки недвижимости и видеоприем по имущественно-земельным вопросам: проекты Москвы стали финалистами международной премииТелеграм-бот для проверки недвижимости и видеопри...

Цифровые проекты в сфере имущественно-зем...

Ноутбук HUAWEI Matebook 14s быстрый обзорНоутбук HUAWEI Matebook 14s быстрый обзор

Huawei Matebook 14s – это последний...

Huawei nova 8i быстрый обзорHuawei nova 8i быстрый обзор

Серия HUAWEI nova — это линия,...

Stack Group и «Флант» подписали соглашение о партнерствеStack Group и «Флант» подписали соглашение о парт...

Компания Stack Group, предоставляющая облачные...

Цифровой двойник энергосистемы с альтернативными и водородными элементами представит Томский политех на «Вузпромэкспо»Цифровой двойник энергосистемы с альтернативными ...

Ученые Томского политехнического университета ...

Заработать на контенте: в России анонсировали новую систему монетизацииЗаработать на контенте: в России анонсировали нов...

Петербургский стартап ЯRUS окажет поддержку ав...

В ОЭЗ Москвы выпустили первую партию энергоэффективных транзисторов для силовой электроникиВ ОЭЗ Москвы выпустили первую партию энергоэффект...

Резидент особой экономической зоны ГК Мик...

Резидент московского технопарка начал выпуск отечественного микроконтроллераРезидент московского технопарка начал выпуск отеч...

Компания Микрон выпустила экспериментальную па...

Чат-бот московского портала самостоятельно обработал 80% обращенийЧат-бот московского портала самостоятельно обрабо...

Только в 20 процентах случаев нужна была

ПО Senhasegura теперь представлено в России и странах СНГПО Senhasegura теперь представлено в России и стр...

Компания AFI Distribution заключила эксклюзивн...

Бесценный цифровой помощник от ESABБесценный цифровой помощник от ESAB

Компания ESAB, один из мировых лидеров в&...

Getac представляет новое поколение прочных планшетов F110Getac представляет новое поколение прочных планше...

Сегодня компания Getac объявила о выпуске...

Еще один шаг к квантовому компьютеруЕще один шаг к квантовому компьютеру

Физики впервые показали конденсацию жидкого св...

Getac выпускает новое поколение прочных планшетов K120Getac выпускает новое поколение прочных планшетов...

Новое поколение прочных планшетов GetacK120 со...

Поиск на сайте

Магазин

  
Kingston HyperX 3K 240GB (SH103S3/240G)8290.00 руб.

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?
Мастерские инноваций открылись в Казани на три дняМастерские инноваций открылись в Казани на три дня
Незнание языков – не помеха для успехаНезнание языков – не помеха для успеха
Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?
Инвестиции в инновации: инертность преодоленаИнвестиции в инновации: инертность преодолена
Новости науки в массы следует нести в упрощенном форматеНовости науки в массы следует нести в упрощенном форма
«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в строю«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в стро
В Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр Cisco. На очереди еще одинВ Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр
Британский ученый выяснил, кому реже одобряют кредитБританский ученый выяснил, кому реже одобряют кредит
Исследована галактика с активным формирование звездИсследована галактика с активным формирование звезд
Классическая музыка полезна для новорожденныхКлассическая музыка полезна для новорожденных
Шизофреники непредсказуемы и способны на убийствоШизофреники непредсказуемы и способны на убийство
Щепотка калия позволит лучше сохранять водородЩепотка калия позволит лучше сохранять водород
Солнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на МарсСолнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на
Ученые разгадали тайну снежинкиУченые разгадали тайну снежинки

Новости компаний, релизы

Археологи СПбГУ обнаружили в Новгороде остатки храмов XII векаАрхеологи СПбГУ обнаружили в Новгороде остатки храмов
Стартапы и заказчики рассказали о первых внедренияхСтартапы и заказчики рассказали о первых внедрениях
Как безопасно снять квартиру и не пожалеть о своем выбореКак безопасно снять квартиру и не пожалеть о своем выб
Ученые ТПУ помогут в разработке препаратов для радионуклидной диагностикиУченые ТПУ помогут в разработке препаратов для радиону
В систему ОМС призвали интегрировать искусственный разумВ систему ОМС призвали интегрировать искусственный раз