Время жизни кубита продлили в 1000 раз

Американские физики смогли продлить время жизни кубита, построенного на основе квантовых точек, почти в 1000 раз. Им удалось это сделать благодаря контролю возбужденного состояния электрона при помощи лазера. Статья исследователей появится в журнале Nature, а ее краткое изложение приводится в пресс-релизе Мичиганского университета.

Квантовой точкой называется маленькая (2-10 нанометров) зона полупроводника, содержащая электроны проводимости, движение которых ограничено по всем трем пространственным координатам. Электроны проводимости - квазичастицы (то есть объекты, наделенные свойствами частиц только для удобства вычислений), движение которых обуславливает электропроводность. Простейшим примером квантовой точки может служить нанометровый кусок полупроводника.

Кубит, в свою очередь, представляет собой квантовомеханический аналог обычного бита, который в отличие от классического аналога может находиться не только в состоянии ноль и единица, но и в их суперпозиции.

В качестве носителя информации в кубитах, построенных на квантовых точках, выступает заключенный в них электрон. Его наличие приводит к возникновению магнитного поля, которое, взаимодействуя с полями атомов точки, разрушает квантовое состояние кубита и приводит к потере информации. Время жизни данных в подобном объекте составляет порядка 10^-9 секунды.

В рамках работы ученые облучали кубиты лазером. В результате им удалось добиться перехода электрона на более высокий энергетический уровень. При этом внутри кубита образовалась так называемая дырка - квазичастица с положительным зарядом. Оказалось, что наличие дырки позволяет нормализовать работу квантовой точки, продлевая время удержания информации в 1000 раз.

По словам ученых, данный эффект стал для них полной неожиданностью. Он является проявлением так называемого нелинейного обратного взаимодействия физической системы, которое, по утверждению физиков, в природе является достаточно редким явлением.

На БАК установили систему устранения "лишних" протонов

Специалисты, работающие на Большом адронном коллайдере (БАК), завершили установку системы чистки протонных пучков. Механизм рассчитан на работу в течение ближайших нескольких лет, уточняется в сообщении на сайте Европейского центра ядерных исследований (CERN), курирующего проект БАК.

Чистка протонных пучков заключается в устранении "лишних" частиц, которые выбиваются из основного потока. Такие протоны могут повредить аппаратуру коллайдера и, в частности, сверхпроводящие магниты. "Неправильные" протоны могут нагреть магниты, что чревато нарушением их работы.

Чтобы ловить опасные частицы, на всей траектории пучка протонов устанавливают так называемые коллиматоры. Они представляют собой жаропрочные блоки, которые как бы окружают пучок и поглощают выбившиеся частицы. На момент запуска коллайдера 10 сентября 2008 года, инженеры успели установить 88 коллиматоров. Непредвиденный перерыв в работе БАК, вызванный его поломкой, позволил специалистам установить еще 20 коллиматоров.

Большой адронный коллайдер должен был стать самым большим ускорителем элементарных частиц на планете. Длина кольца, по которому двигаются протоны, составляет 27 километров. Спустя девять дней после начала работы БАК был остановлен из-за аварии в электрической системе, которая привела к пробою резервуара с жидким гелием. Срок завершения ремонтных работ постоянно отодвигается. Согласно последним данным, первые пучки протонов запустят в кольцо ускорителя не раньше октября 2009 года.