Главная » Статьи » Полезные материалы

Квантовые технологии

По версии популярного научного журнала Science, в числа самых важных событий года попало открытие, о котором большинство читателей даже не слышало и про которое в апреле ничего не написал автор этих строк, научный обозреватель «Деталей мира».

Речь идет об экспериментальном обнаружении майорановских фермионов в виде квазичастиц.

Пожалуй, стоит пояснить сразу: майорановский фермион - это элементарная частица, которую придумал итальянский теоретик Этторе Майорана в 1930-х годах и которая примечательна тем, что сама же является античастицей для себя же. В квантовых технологиях и не только используются лазерно-оптические компоненты и оборудование https://lenlasers.ru/catalog/sfp-sfp-wdm/

С обычными частицами все не так, у электронов есть античастицы в виде позитронов, протоны имеют в качестве пары антипротоны, нейтрино – антинейтрино… а вот майорановский фермион сам себе античастица.

Экзотика, которая, как давно подозревали теоретики, может существовать не напрямую, а в виде квазичастиц.

Что такое квазичастицы?

Для ответа на этот вопрос посмотрим на какой-нибудь кристалл – в этом кристалле могут существовать всевозможные колебания, кристаллическая решетка не абсолютно статична, а все время дрожит – и в полном соответствии с квантовой механикой энергия дрожания меняется квантами, скачками.

«Квант дрожания» называют фононом (не путать с фотоном, квантом света) и это квазичастица: энергия есть, можно даже более-менее указать на ее местонахождение, но нельзя отделить ее от кристаллической решетки – потому и квазичастица.

Дырки в полупроводниках тоже квазичастицы, равно как и плазмоны – колебания электромагнитного поля на поверхности металлов.

Эксперименты нидерландских исследователей показали, что в сложном «бутерброде» из:

  1. нанопроволок (состав: сурьмид индия)
  2. золотой подложки снизу
  3. сверхпроводящей подложки сверху

образуются квазичастицы, которые ведут себя как майорановские фермионы.

И это описанное в журнале Science достижение не просто подтверждает верность экзотической модели 1930-х годов, а имеет определенное практическое значение.

На основе майорановских фермионов возможно удастся сделать более устойчивые к помехам ячейки памяти для квантовых компьютеров.

Квантовые компьютеры могут:

  • хранить информацию не виде нулей или единиц, а виде смеси двух состояний с любым нужным соотношением (например – 46% нуля и 54% единицы)
  • за счет этого могут решать некоторые задачи намного быстрее традиционных вычислительных систем…


Но пока, к недовольству физиков и счастью банкиров квантовые ячейки ненадежны, капризны, требуют сложного охлаждения, лазерных систем и прочих дорогостоящих наворотов.

Примечание.
Почему квантовые компьютеры пока невозможны на практике» к счастью банкиров»? Потому что задача взлома используемых сейчас систем защиты требует даже для вооруженного супермкомпьютером злоумышленника затрат времени в несколько тысячелетий.

А квантовый компьютер расшифрует все за часы или минуты: последствия, наверно, можно не описывать.




Категория: Полезные материалы | Добавил: ADMIN (15.05.2021)
Просмотров: 61 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]