Теги → магнетизм

Учёные создали 53-кубитную квантовую систему с хорошими перспективами

Команда учёных из Университета Мэриленда (UMD) и Национального института стандартов и технологий США (NIST) впервые смоделировала рекордную по числу кубитов квантовую систему, имитирующую такие квантовые явления, как возникновение магнетизма в материалах. Ранее исследователи смогли дойти до моделирования 20-кубитной системы. Новая разработка — это уже 53 взаимодействующих атомных кубита, что в 2,5 раза больше, чем в предыдущем случае.

 Квановая последовательность, управляемая лазером в представлении художника

Квантовая последовательность, управляемая лазером в представлении художника

Классические компьютеры, что важно, уже неспособны моделировать поведение квантовых систем такого порядка, поскольку все элементы квантовой системы одновременно находятся в слишком большом числе квантовых состояний. К тому же, по мере увеличения количества исследуемых частиц (квантов) это число растёт экспоненциально. Квантовые вычислительные системы позволяют обойти этот запрет. Их нельзя назвать компьютерами в классическом смысле этого слова. По факту — это в некотором роде аналоги настоящих квантовых систем, наблюдая за поведением которых можно с уверенностью представить поведение реальных квантовых систем. Например, как в случае эксперимента в Университете Мэриленда, изучив квантовые явление возникновения магнетизма.

Квантовая система UMD-NIST представляет собой 53 отдельных ионов иттербия-171 — заряженных атомов в ловушках из позолоченных электродов. На основе представленной модели появляется возможным создать систему с большим числом кубитов и, в итоге, разработать программируемый квантовый компьютер общего назначения. Ионный кубит, по словам разработчиков, это стабильные атомные часы с отличной способностью воспроизведения. Они эффективно увязываются друг с другом с помощью внешнего лазерного излучения. Это означает, что система поддаётся перепрограммированию и реконфигурации под воздействием внешних управляющих факторов.

 Оптический квантовый компьютер компании NTT

Оптический квантовый компьютер компании NTT

Атомные и, в частности, ионные кубиты интересны тем, что построенная на них квантовая система хотя и использует вакуумные камеры, но работает при комнатной температуре и обычном атмосферном давлении. Подобную систему 27 ноября сделали публично доступной в Японии благодаря компании NTT. Она потребляет примерно как мощный настольный компьютер, хотя специализированные расчёты выполняет во много раз быстрее.

 Схема эксперимента учёных из Университета Мэриленда (Nature)

Схема эксперимента учёных из Университета Мэриленда (Nature)

Модель квантовой системы UMD-NIST предельно специализированна. Каждый ион в ловушке имитирует частицу со своим спином — маленький магнит (см. на картинке выше). Таким образом — это цепочка спинов, которая моделирует квантовые магнитные явления в материалах. Сначала спины упорядочивают — придают им одинаковое направление внешним магнитным полем, а потом ослабляют поле и постепенно повышают его напряжённость. Тем самым в действие включаются квантовые явления ближнего и дальнего взаимодействия спинов, что невозможно в представленном объёме смоделировать на обычных компьютерах. В созданной на основе оптических ловушек модели всё происходит как «на самом деле», позволяя на практике наблюдать квантовый магнетизм в «естественных» условиях.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Разработчики Valorant начнут анализировать голосовые сообщения игроков для борьбы с ненадлежащим поведением 30 мин.
В комплект Steam-версии Blade Runner: Enhanced Edition добавили оригинальную игру 2 ч.
Первому платному персонажу для экшена по мотивам «Истребителя демонов» посвятили отдельный трейлер 3 ч.
Сетевой пиратский экшен Skull & Bones от Ubisoft получил возрастной рейтинг ещё и в Северной Америке 3 ч.
Продажи футбольного менеджера Football Manager 2022 на PC и macOS превысили 1 млн копий 3 ч.
Слухи: вдобавок к новой Skate в июле покажут следующую Need for Speed и FIFA 23 3 ч.
Fall Guys достигла 20 млн игроков всего через 48 часов после перехода на условно-бесплатную модель 16 ч.
Слухи: в июльскую подборку PS Plus войдут Crash Bandicoot 4, Man of Medan и Arcadegeddon 16 ч.
Хидео Кодзима мог создать детективный проект, похожий на «Пацанов» 17 ч.
Слухи: Persona и Red Dead Redemption 2 для Nintendo Switch могут анонсировать уже в среду 17 ч.
На мировом рынке гибких дисплеев ожидается устойчивый рост — его обеспечат не только смартфоны 23 мин.
SilverStone представила ПК-корпус Fara B1 Pro V2 с четырьмя ARGB-вентиляторами 30 мин.
В России предложили создать «Алмазный фонд технологий» для обеспечения технологического суверенитета 41 мин.
Крупнейшие производители чипов Японии столкнулись с дефицитом кадров — им нужно найти 35 тыс. инженеров 48 мин.
Фото дня: звёздная сокровищница около центра Млечного Пути 58 мин.
Летняя распродажа: роботы-пылесосы ILIFE для простой и качественной уборки сейчас предлагаются со скидкой 2 ч.
Vivo iQOO 10 может стать первым смартфоном на платформе Dimensity 9000+ 3 ч.
Летняя распродажа Ugreen: зарядное устройство 100 Вт GaN, беспроводные наушники HiTune X6 и беспроводная мышь MU006 со скидками 3 ч.
Xiaomi готовит мощный смартфон 12T с чипом Snapdragon 8+ Gen 1 и 120-Вт зарядкой 3 ч.
Bloomberg: Apple выпустит огромное число новинок с осени по весну — ожидаются свежие iPhone, iPad, Watch и Mac 3 ч.