Сверхпроводящие квантовые компьютеры станут компактнее благодаря графену

Сверхпроводящие квантовые компьютеры станут компактнее благодаря графену

На днях в один и тот же день в издании Nature были опубликованы две разные статьи, посвящённые прибору на основе графена. Этот прибор — болометр, изобретённое около 150 лет назад устройство для регистрации электромагнитного излучения. Интересно, что оба новых исследования с использованием графена продвинули этот материал в новейшую область — сферу квантовых компьютеров. Графен, как выясняется, пригодится даже там.

Для считывания состояния кубитов в сверхпроводящих квантовых компьютерах обычно используют замеры напряжений и сложные схемы усилителей, что делает конструкцию очень громоздкой и препятствует наращиванию производительности. Выходом может стать измерение энергии электромагнитного поля кубита, но для этого нужен крайне чувствительный датчик с высочайшей скоростью измерения энергии. Теоретически на эту роль годятся болометры, но до сих пор для этого не было предложено датчика с подходящими параметрами.

Группа финских учёных из Университета Аалто предложила в качестве чувствительного элемента болометра использовать графен. Графен обладает очень низкой теплоёмкостью. Даже небольшое изменение энергии ведёт к изменению температуры графена и меняет его сопротивление, а именно так и работают болометры. Падающее на них электромагнитное излучение ведёт к нагреву активного элемента и через изменение его сопротивления позволяет измерить энергию излучения.

Созданное финскими учёными устройство оказалось способно измерить энергию излучения за 200 наносекунд или около того, что с огромным запасом перекрывает время когерентности кубитов в современных сверхпроводящих квантовых компьютерах. Чувствительность прибора также оказалась рекордной для аналогичных решений. Прибор фиксировал изменение в несколько мегагерц при попадании на него энергии в несколько аттоватт.

Похожее по действию устройство предложили также исследователи из США и Южной Кореи, что нашло отражение во второй статье в Nature. Команда из Гарвардского университета, Массачусетского технологического института, Института фотонных наук, Пхоханского университета науки и технологии (Южная Корея) и компании Raytheon BBN Technologies сообщила, что её графеновый датчик способен «в 100 тыс. раз превзойти коммерческие аналоги».

Болометр американских учёных, как и болометр финских исследователей, использует в виде активного (регистрирующего) элемента графен. Но он ещё имеет в своей основе так называемый джозефсоновский переход, что позволяет дополнительно повысить точность измерений. Утверждается, что изобретённая учёными система способна зафиксировать энергию одиночного фотона. Подобная чувствительность, кстати, это не только путь к квантовым компьютерам, но также возможность создать крайне чувствительные радары, лидары и прочие локационные решения. Поэтому, например, все исследования американской группы финансируются военными.


Влад Кулиев, Supreme2.Ru

Коды для вставки в блог\форум




Интересные новости
ВОЗ рекомендует отказаться от ремдесивира для лечения пациентов с коронавирусомВОЗ рекомендует отказаться от ремдесивира для лечения пациентов с коронавирусом
ФБР наняли роботов для работы с документациейФБР наняли роботов для работы с документацией
Ракета-носитель Vega с двигателями Южмаша не смогла вывести на орбиту 2 спутникаРакета-носитель Vega с двигателями Южмаша не смогла вывести на орбиту 2 спутника
В Техасе начали строить крупнейшую в США солнечную электростанциюВ Техасе начали строить крупнейшую в США солнечную электростанцию
В декабре Юпитер и Сатурн «сольются» в двойную планету впервые со СредневековьяВ декабре Юпитер и Сатурн «сольются» в двойную планету впервые со Средневековья
Блок рекламы


Похожие новости

Астрономы открыли новую планету благодаря радиосигналуАстрономы открыли новую планету благодаря радиосигналу
Люди и компьютеры видят трехмерные объекты одинаковоЛюди и компьютеры видят трехмерные объекты одинаково
Новая технология поможет создать большие квантовые компьютерыНовая технология поможет создать большие квантовые компьютеры
Ржавые опилки станут топливом будущего: испытания в невесомостиРжавые опилки станут топливом будущего: испытания в невесомости
Квантовые точки пропишутся в MicroLED: виртуальность перестанет быть зернистойКвантовые точки пропишутся в MicroLED: виртуальность перестанет быть зернистой
Благодаря развитию технологий сократят 73 млн рабочих мест, но взамен создадут 133 млн новыхБлагодаря развитию технологий сократят 73 млн рабочих мест, но взамен создадут 133 млн новых
Квантовые компьютеры позволят спецслужбам расшифровать все шифровкиКвантовые компьютеры позволят спецслужбам расшифровать все шифровки
Проекты Google Loon и Wing станут отдельными компаниями в составе AlphabetПроекты Google Loon и Wing станут отдельными компаниями в составе Alphabet
Квантовые компьютеры помогут Volkswagen в создании передовых аккумуляторовКвантовые компьютеры помогут Volkswagen в создании передовых аккумуляторов
Истребители F-35 станут системой ПРОИстребители F-35 станут системой ПРО
Последние новости

Подгружаем последние новости