Иллюстрация: I. Moskalenko et al. / npj Quantum information. Российские физики собрали двухкубитный квантовый процессор из флаксониумов, которые представляют собой разновидность сверхпроводниковых кубитов. Управлять ими можно с помощью магнитного потока, что позволило авторам реализовать одно- и двухкубитные вентили с высокой точностью. Работа опубликована в журнале npj Quantum Information. Основа любого сверхпроводникового кубита — переход (или переходы) Джозефсона. В самом простом и исторически первом варианте состояние кубита зависит от положения пары электронов (куперовской), такие кубиты называются зарядовыми. Они представляют собой два сверхпроводника, разделенных тонким слоем диэлектрика. Меняя приложенное к сверхпровникам напряжение можно перебрасывать куперовскую пару с одного сверхпроводника на другой через диэлектрический барьер.
Архив рубрики: Наука
МИСиС продемонстрировал сверхпроводниковую интегральную микросхему, реализующую четырехкубитный квантовый вычислитель
На иллюстрации: Изображение интегральной схемы в оптическом микроскопе (в ложном цвете). Микросхема реализует 5 кубитов (емкость одного из них отмечена зеленым), связанных с резонаторами (красный) для индивидуального считывания. Каждый кубит снабжен управляющей потоковой линией и антенной для осуществления однокубитных операций (синий и желтый, соответственно). Источник: Пресс-служба НИТУ “МИСиС”. Российским ученым удалось создать четырехкубитный квантовый вычислитель и продемонстрировать на нем точность двухкубитных операций более 97 процентов. Физически процессор представляет собой сверхпроводниковую интегральную микросхему, спроектированную учеными из МФТИ и НИТУ МИСиС, говорится в пресс-релизе.
Предложен уникальный легко перестраиваемый спектрометр для школ и университетов на основе конструктора LEGO
Иллюстрация: My Photonics / Youtube. Немецкие преподаватели физики изготовили универсальный спектрометр в схеме Черни — Тернера с использованием конструктора LEGO и подручных материалов. Авторы показали, что с его помощь можно исследовать спектры атомной эмиссии, пропускания, отражения и флуоресценции. Перестройка прибора под разные задачи занимает несколько минут, а суммарная стоимость прибора не превышает 500 евро, что делает его отличным инструментом для лабораторных работ в школах и университетах. Результаты работы опубликованы в Physics Education. Существует определенный разрыв в технологической базе, используемой для научных и образовательных целей. Оборудование, которое можно встретить в лабораториях школ или ВУЗов с не слишком большим бюджетом, как правило, годится для изучения только самых простых явлений. Фирмы, занимающиеся производством учебных лабораторных комплексов, стараются сократить этот разрыв, однако их продукция все равно остается довольно дорогой.
На большом адронном коллайдере впервые наблюдали нейтрино
Иллюстрация: FASER Collaboration. Физики из коллаборации FASER, работающие на детекторе ATLAS, с помощью эмульсионного детектора впервые зарегистрировали нейтрино, рожденные в Большом адронном коллайдере. Экспериментаторы рассчитывают, что усовершенствованный вариант детектора, который начнет работу в 2022 году, позволит изучить взаимодействие всех трех типов нейтрино с другими частицами при энергиях, недоступных всем существующим детекторам. Исследование опубликовано в Physical Review D. Нейтрино — одна из самых сложных для изучения частиц Стандартной модели. Дело в том, что все три аромата нейтрино участвуют только в гравитационных и слабых взаимодействиях, из-за чего они почти не рассеиваются на других частицах. Например, для нейтрино с энергией порядка одного мегаэлектронвольта характерная длина свободного пробега в твердом теле равна 1015 километра. Еще одной очень важной особенностью нейтрино является его очень маленькая масса: сумма масс всех трех ароматов нейтрино не превышает 0,26 электронвольт, а самое легкое из них должно быть менее 0,086 электронвольт, что на 6–7 порядков меньше массы электрона.
В Южно-Уральском университете разработали принципиально новый прозрачный материал для защиты от радиации
Ученые Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) недавно предложили принципиально новый материал, на основе которого можно будет изготавливать специальные стекла для использования в медицинских отраслях, где необходимо применение радиации. Например, для лечения рака. Исследование опубликовано в журнале Optical Materials. Обычно при лучевой терапии, широко применяющейся в онкологии для лечения злокачественных опухолей, используются экраны, шлемы и очки из специальных стекол. Это делается для защиты медицинского персонала, здоровых участков тела пациента и чувствительных элементов оборудования от радиации. Но часто в их состав входит свинец — опасный для человека и трудный для утилизации материал. На замену ему ученые ЮУрГУ разработали материал, в основе которого находится химическое соединение из оксидов стронция и бора, а также диоксида теллура. Эта комбинация позволяет создавать стекла высокой плотности, вместе с этим обеспечивая эффективную защиту от гамма-излучения.
Китайский квантовый вычислитель Zuchongzhi значительно превзошел вычислитель Sycamore от компании Google
Иллюстрация: Yulin Wu et al. / arXiv.org, 2021. Квантовый вычислитель Zuchongzhi на сверхпроводниках, разработанный китайскими физиками, оказался на 2-3 порядка быстрее Sycamore компании Google. Они использовали процессор с 56 кубитами и экспериментально показали его превосходство над классическим. Препринт работы опубликован на arXiv.org. Два года назад компания Google заявила о достижении квантового превосходства на вычислителе из 53 сверхпроводниковых кубитов, который они назвали Sycamore. Они показали, что квантовый вычислитель справляется быстрее классического с задачей генерации случайной строки — после применения известной случайной последовательности операций над начальным состоянием вычислителя измеряют полученное на выходе вероятностное распределение и сравнивают его с теоретическим. Компания IBM раскритиковала результаты эксперимента, утверждая, что классическому суперкомпьютеру потребуется в тысячи раз меньше времени, если использовать другой классический алгоритм.
