Вчені створили перший "кристал часу"

Фізики створили об'єкт, що представляє собою групу іонів ітербію, розташованих одна відносно одної в формі кільця.

Вчені вперше створили квантовий кристал, існування якого демонструє порушення часової симетрії, пише MIT Technology Review.

Американські фізики-експериментатори з Мерілендського університету в Коледжу-Парку створили об'єкт, що представляє собою групу іонів ітербію, розташованих одна відносно одної в формі кільця.

Охолоджена до наднизьких температур, така система перейшла в стан з мінімально можливою енергією.

Згідно з теоретичними дослідженнями, порушення часової симетрії на прикладі такого об'єкта проявляє себе у вигляді його обертання навколо своєї осі.

Саме такі узгоджені руху іонів ітербію і спостерігали вчені.

За словами вчених, ці кристали можуть знайти застосування в квантових комп'ютерах.

Раніше фізикам з Національної прискорювальної лабораторії SLAC в Стенфорді вперше вдалося зафіксувати квантовий стан кота Шредінгера молекули, що складається з двох атомів йоду.

Здійснено телепортація на рекордні 30 км

Фізики створили першу захищену квантову мережу

Що складається з 64 вузлів локальна мережа дозволяє обмінюватися інформацією, не побоюючись можливого злому.

Надійність квантових мереж забезпечується за рахунок принципу невизначеності Гейзенберга, який не дозволяє зчитувати інформацію з каналу даних "третього зайвого".

Група фізиків під керівництвом Бернда Фрелиха з Дослідницького центру компанії Toshiba в Кембриджі вперше змогла організувати велику квантову мережу з 64 вузлів, створивши особливий "расщепитель", що дозволяє ділити ресурси найдорожчою частини мережі - фотонного детектора - між усіма її вузлами.

Такий підхід дозволяє помітно скоротити витрати не тільки на складання детекторів, а й оптоволоконні з'єднання та інші "дублюючі" частини мережі, прокладка яких вимагає часу і фізичного простору. Швидкість передачі даних у створеній фізиками мережі склала 300 кілобіт в секунду.

За словами дослідників, їх винахід може бути рішенням однієї з принципових проблем квантового шифрування - значного ускладнення архітектури мережі при додаванні нових вузлів, що унеможливлювало будівництво великих мереж.

Крім того, можливість використовувати той же оптоволокно, що і в звичайних локальних мережах, дозволить швидко розгортати такі мережі, укладають фізики.

Відзначимо, недавно вчені з Лос-Аламоської національної лабораторії (штат Нью-Мексико), якою відає Міністерство енергетики США, повідомили про існування робочого прототипу обчислювальної мережі, заснованої на квантовій механіці.

Американські вчені похвалилися секретним квантовим інтернетом

Вчені з Лос-Аламоської національної лабораторії (штат Нью-Мексико), якою відає Міністерство енергетики США, повідомили про існування робочого прототипу обчислювальної мережі, заснованої на квантовій механіці. Тестова версія мережі в установі, зайнятій розробкою ядерного озброєння, функціонує останні 2,5 року, уточнили вчені.

Повідомляється, що квантові обчислювальні мережі - одна зі сфер, якими займаються дослідники. Подібні мережі цікаві тим, що дають можливість гарантувати абсолютно новий рівень захисту інформації.

Так, вимір квантового об'єкта, наприклад, фотона, завжди провокує його зміну. Таким чином, будь-яка спроба вважати фотон не зможе залишитися непоміченою, і сторона-реципієнта обов'язково помітить, що інформацію намагалися зламати, розповідає Technology Review.

Проблема залишається в тому, що нинішні прототипи квантових мереж дозволяють передавати інформацію лише по одному маршруту - з точки A в точку Б, таким чином, інформацію можна направити в пункти C, D, E або F. Це є наслідком самої квантової механіки - визначення напряму вимагає читання фотонів, а це змінює їх, через що дані губляться.

Ряд груп вчених прагне вирішити цю проблему. Так, в минулому році китайські вчені зуміли сконструювати квантовий роутер, який базується на ефекті квантової сцепленности. Проте, їх проект далекий від реалізації на практиці, оскільки дозволяє управляти лише одним кубітом (одиниця зберігання інформації в квантовій системі) в один момент часу.

У свою чергу, дослідники з Лос-Аламоської національної лабораторії заявили, що зуміли знайти вихід із ситуації. Так, вони запропонували організацію квантової мережі з центральним вузлом. Будь-який сигнал в мережі завжди транслюється через цей хаб.

Проте, організація подібного комутатора пов'язана з технічними складнощами - перетворювачі сигналу, фотонні детектори, - досить габаритні. Тим не менш, за словами лідера проекту Річарда Хьюза, і таку проблему їм вдалося вирішити - замість фотонних детекторів вони використовували набагато більш компактними лазери.

Раніше повідомлялося, що американська армія вирішила створити альтернативу GPS без використання супутників.

Фізики зібрали нанокомп'ютер, що порушує закон Мура

Міждисциплінарна група вчених і інженерів з корпорації MITRE і Гарвардського університету зібрали ультракомпактну обчислювальну систему, яка існує "за межами" закону Мура. Фундаментальний принцип говорить, що щільність упаковки елементів в пристрої і обчислювальна потужність комп'ютерів подвоюються кожні два-три роки.
Вважається, що менш ніж через десять років продуктивність сучасних електронних пристроїв досягне своєї межі. І тоді в свої права вступить нова ера - ера наноелектроніки.
Дослідники опублікували статтю в журналі PNAS, в якій описали свій експеримент. За відносно короткий термін їм вдалося зібрати надтонкий мініатюрний керуючий комп'ютер. Як уточнюють фізики, це найщільніша наноелектронних система з коли-небудь створених.
Пристрій одержав назву nanoFSM - акронім від терміна nanoelectronic finite-state machine (наноелектронних кінцевий автомат). Крім мініатюрності (за розміром його можна порівняти з людським нейроном) комп'ютер може похвалитися вкрай низьким електроспоживанням. Він складається з сотень нанодротів-транзисторів, кожен з яких в десять тисяч разів тонші людської волосини.

Говорячи про харчування, розробники чуда техніки стверджують, що комп'ютер можна назвати "незалежним". Тобто кожен транзистор-перемикач "пам'ятає" стан, включене або вимкнене, навіть при відсутності електрики.

У nanoFSM транзистори-проводу зібрані в ланцюзі на кількох мікроскопічних плитках. Ці плитки проводять електричний імпульс по всьому комп'ютеру, забезпечуючи таким чином роботу обчислювальних процесів і обробку сигналів. Такі міні-процесори можуть стати незамінними не тільки для гнучкої користувальницької електроніки, але і для створення мікроскопічних біомедичних датчиків-імплантатів або роботів розміром з комаха.

Технологія представлена ​​не вперше: у 2011 році ця ж команда продемонструвала зібрану ними першу плитку з нанотранзисторов, здатну виробляти елементарні обчислення, а сьогодні готовий вже повністю функціональний процесор, здатний виконувати більш складні завдання.

"Створювати цю штуку було непросто. Нам потрібно було розробити таку архітектуру системи і дизайн наноцепі, щоб вмістити все необхідне на мінімальній площі. Але, як тільки ми придумали саму модель, наші колеги з Гарварду запропонували блискуче виконання ідеї", - розповідає головний архітектор нанокомп'ютер Шамік Дас (Shamik Das) з корпорації MITRE.

Секрет технології в першу чергу криється в нестандартному способі збирання процесора. Як правило, літографічні методи мають на увазі комплектацію "зверху вниз", тобто більш дрібні елементи виготовляються з більших конструкцій. Інженери з Гарварду вперше застосували збірку "від низу до верху" (bottom-up): велика конструкція нарощується з найдрібніших складових, при цьому виготовляється відразу кілька копій nanoFSM, відповідних заздалегідь заданому дизайну.

Без подібних технологій, відповідно до закону Мура, сучасній електроніці через кілька років прийде кінець. Досягнувши межі щільності і продуктивності, обчислювальні системи "застрягнуть" на одному місці. Тому, упевнені розробники з команди nanoFSM, саме такі пристрої, як нанопроцессори, стануть першим кроком у майбутнє електроніки.