Все новости крипты
в одном месте!
Больше не нужно искать — необходимые
обучающие материалы и подсказки всегда под рукой
Больше не нужно искать — необходимые
обучающие материалы и подсказки всегда под рукой
Физики из Стэнфордского университета впервые напрямую зафиксировали квантовые скачки звука в реальном времени. Результаты эксперимента опубликованы в журнале Science.
Учёные работали с фононами — квантами механических колебаний. В привычном мире звук затухает плавно, но на квантовом уровне энергия меняется отдельными порциями. Исследователям удалось зафиксировать момент, когда система резко переходила с одного энергетического уровня на другой.
Квантовые скачки были предсказаны ещё в начале XX века. В 1986 году их впервые наблюдали у захваченных ионов, а в 2007-м — у фотонов. Для фононов ранее получали лишь косвенные подтверждения, но отдельные переходы в реальном времени до сих пор не регистрировались.
Для эксперимента команда создала микроскопический механический резонатор — аналог крошечного камертона, изготовленный с помощью технологий производства чипов. Ключевой особенностью устройства стало долгое время затухания колебаний — около 2 миллисекунд. За этот промежуток исследователи успевали провести сотни измерений и определить момент, когда энергия фонона переходила с уровня 1 на 0.
Резонатор соединили со сверхпроводящим кубитом, который выполнял роль датчика и многократно проверял состояние системы, не разрушая его при каждом измерении. Руководитель исследования Амир Сафави-Наэини отметил, что вибрирующие объекты способны проявлять квантовое поведение, что необходимо для многих операций в квантовых вычислениях и сенсорах.
Наблюдение квантовых скачков важно для коррекции ошибок в квантовых компьютерах: переходы между уровнями в некоторых архитектурах означают сбой, и для его исправления нужно точно определить момент возникновения. Однако текущий эксперимент — фундаментальная работа, а не готовый метод исправления ошибок. Ещё одно направление — сверхчувствительные сенсоры. Команда Стэнфорда вместе с учёными Калифорнийского технологического института уже исследует возможность использования связки резонатора и кубита для обнаружения и идентификации белков внутри клеток. Также технология может найти применение в электронике: более точное управление механическими колебаниями, которые используются в смартфонах и других устройствах, потенциально позволит создавать новые акустические компоненты.
В июне Microsoft Quantum и Quantinuum сообщили о снижении числа логических ошибок в квантовом процессоре в 11–800 раз по сравнению с сопоставимыми физическими схемами, а IBM представила систему поиска новых кодов коррекции ошибок с помощью искусственного интеллекта.
Популярные лонгриды:
