Московскiя Въдомости
16+

Российские и германские учёные создали материал с невероятными свойствами

23 Января 2018, 09:34 # / Новости / Наука / В России / 21237.html

Группе исследователей из России и Германии удалось невозможное – они создали «зеркальные» кубиты, на основе которых открыли квантовый метаматериал. Последний можно использовать как элемент управления в сверхпроводящих электрических схемах. Свое исследование ученые из Национального исследовательского технологического университета «МИСиС», Университета Карлсруэ и Йенского института фотонных технологий, возглавляемые профессором Алексеем Устиновым, руководящим лабораторией «Сверхпроводящие метаматериалы» НИТУ «МИСиС», опубликовали в журнале «Nature Communications», сообщается в пресс-релизе научно-образовательного центра.

Метаматериалы представляют собой вещества, свойства которых определяются скорее структурами, в которые собраны атомы, а не самими атомами – составляющими этих веществ. Каждая структура – «мета-атом» равняется сотням нанометров и обладает определенным набором свойств, которые исчезают, когда пытаешься разделить ее на составляющие.

Ранее принципиальным отличием атомов от мета-атомов считался способ их описания. Первые описывались уравнениями квантовой механики, а вторые – классическими физическими уравнениями. Теперь же благодаря ученым, создавших особый вид кубитов, появилась возможность сконструировать материал из мета-атомов (их состояние описывается только квантовомеханически).

Один из исследователей, научный сотрудник лаборатории «Сверхпроводящие метаматериалы» НИТУ «МИСиС» Кирилл Шульга рассказал о сделанном открытии.

 

«Обычный кубит состоит из схемы, в которую входит три джозефсонских перехода. А в состав зеркального входят пять переходов, симметричных относительно центральной оси. Зеркальные кубиты задумывались нами как более сложная система, нежели обычные сверхпроводящие кубиты. Логика тут довольно простая: у более сложной (искусственно усложненной) системы с большим числом степеней свободы присутствует большее число факторов, которые могут влиять на ее свойства. Меняя некие внешние параметры среды, в которой находится наш метаматериал, можно эти свойства включать и выключать, переводя зеркальный кубит из одного основного состояния с одними свойствами в другое, с другими свойствами», - пояснил он.

 

Рис. Микрофото и схема зеркального кубита.

 

Инженер лаборатории «Сверхпроводящие метаматериалы» НИТУ «МИСиС» Илья Беседин рассказал, что метаматериал, состоящий из зеркальных кубитов, способен переключаться между двумя режимами. В первом случае цепочка кубитов обладает отличными пропускными свойствами электромагнитного излучения в микроволновом диапазоне, и при этом остается квантовым элементом. Во втором варианте эта же цепочка способна поворачивать сверхпроводящую фазу на 180 градусов и запирать прохождение электромагнитных волн через себя. При этом она все равно остается квантовой системой. Таким образом, магнитное поле помогает использовать этот материал в качестве управляющего элемента в системах передачи квантовых сигналов в цепях. Из них состоят квантовые компьютеры.

Просчет свойств одного зеркального кубита на обычном компьютере отнимает намного больше времени и сил, нежели просчет обычного кубита. В  случае усложнения такого кубита в несколько раз, уровень сложности зашкаливает и приближается или же превосходит возможности современных электронных компьютеров. Подобная система может быть применена в качестве квантового симулятора – устройства, возможности которого сводятся к предугадыванию и моделированию свойств реального процесса или материала.

Просмотров: 666

Поддержите культурно-просветительный сайт.







Похожие новости

25.07.2018 12:14

Разработанный в России дефибриллятор установят в местах массового скопления людей

13.07.2018 09:01

Уральские учёные создали устройство, помогающее в реабилитации пациентов с травмами ног

03.07.2018 11:27

Британские учёные предупредили о продуктах, вызывающих раковые заболевания

30.03.2018 10:22

В Дубне российские учёные создали новый суперкомпьютер «Говорун» (видео)

22.03.2018 08:54

Российские учёные создали прибор, определяющий подлинность бриллианта

07.03.2018 12:57

Американские учёные указали на то, что российские СМИ мешают США устанавливать ГМО-диктатуру

06.03.2018 17:22

Российские учёные нашли способ тормозить процесс клеточной смерти

02.03.2018 09:40

Учёные считают развитие цифровой экономики возможным только на базе консервативных ценностей

28.02.2018 16:02

Вызов Маску: российские учёные разработали «бесперебойник для городов»

7523-й год от сотворения мира
2014-й год от Рождества Христова