РЕКЛАМА

Загрузка...
' />

Физики записали информацию на атом

Ученым удалось разработать способ записи информации на атом рубидия. Подобная разработка является важным шагом к созданию полноценных квантовых компьютеров. Если на ее основе удастся создать устройство, способное производить квантовые вычисления, то оно сможет превзойти все имеющиеся на данный момент суперкомпьютеры.

Недавно группе физиков из института Макса Планка в Германии удалось "записать" информацию о квантовом состоянии фотона в атом рубидия и затем считать ее обратно. Этот успех стал ещё одним шагом на пути к созданию квантового компьютера. Теперь уже можно говорить о том, что эта идея в ближайшем будущем сможет воплотиться в конкретное устройство.

Об основных принципах функционирования квантового компьютера "Правда.Ру" уже неоднократно писала (читайте, например, "Квантовые компьютеры появятся в России"). Однако пока что основной проблемой, тормозящей создание этого уникального вычислительного устройства, является отсутствие соответствующих материалов, на которых могла бы записываться информация, с которой работает этот компьютер.

Напомню, что одним из возможных кандидатов на роль такого устройства считается квантовая точка. Она представляет собой чрезвычайно маленький фрагмент полупроводникового материала, в котором возможно возникновение квантовых эффектов в частности, так называемых "суперпозиций " (о том, что это такое, читайте в статье "От квантового фильтра к квантовому компьютеру"). Исходя из этого, немецкие физики предположили, что такой квантовой точкой вполне может быть обыкновенный атом. Их выбор остановился на атоме рубидия.

Известно, что данный элемент достаточно легко отдает единственный электрон внешней оболочки (ее конфигурация 5s1). Именно поэтому его часто используют для производства катодов для фотоэлементов, а также добавляют также в газоразрядные аргоновые и неоновые трубки для усиления интенсивности свечения. Этот неустойчивый электрон может взаимодействовать с фотонами — элементарными частицами, являющимися переносчиками электромагнитного излучения. А ведь именно их и предполагают использовать в квантовых компьютерах в качестве импульсов, переносящих информацию.

Итак, ученые сгенерировали один фотон и направили его на атом рубидия. Поскольку, как мы помним, данная частица не обладает ни зарядом, ни массой, то оторвать внешний электрон от атома она не смогла. Однако ученые предположили, что взаимодействие двух этих частиц не пройдет бесследно — по их мнению, электрон обязательно должен будет запомнить то, в каком квантовом состоянии находился фотон.

А что именно подразумевалось в опыте под термином "квантовое состояние"? Известно, что эта частица может находиться только в двух спиновых состояниях с проекцией спина на направление движения. Напомню, что спином в квантовой механике называется собственный момент импульса элементарных частиц, имеющий квантовую природу и не связанный с перемещением частицы как целого. Так вот, спин фотона может равняться либо +1, либо -1. Именно эту информацию, по предположению ученых, и должен был запомнить внешний электрон атома рубидия.

После того, как фотон провзаимодействовал с электроном, исследователи изучили поведение последнего и пришли к выводу, что по характеру его движения по атомной орбите можно достаточно точно сказать о квантовом состоянии "ударившего" его фотона. То есть, информация записалась, и, что самое важное, ее удалось вновь считать. Получается, что атомы рубидия вполне пригодны в качестве физического материала, из которого впоследствии можно будет создать запоминающее устройство для квантового компьютера.

По словам Хольгера Спехта, одного из ведущих авторов исследования, хранение информации в одном атоме открывает большие перспективы для создания миниатюрной памяти компьютера. При этом считать информацию с нее достаточно легко — нужно лишь посмотреть, как ведет себя электрон, что ученые умеют делать еще с начала XX столетия. "К тому же, это позволяет проверить, была ли информация с фотона записана на атом, без нарушения квантового состояния фотона", — говорит учёный. Иначе говоря, если информация по каким-то причинам не записалась, эту операцию можно будет повторить ещё раз.

Если разработка немецких физиков в ближайшее время будет применена на практике, то это позволит увеличить мощность уже имеющихся квантовых компьютеров. Напомню, что квантовый компьютер использует в качестве элементарной единицы информации не бит, а кубит (то есть "квантовый бит"). Если у обычного бита есть только два состояния (1 и 0, что соответствует физическим состояниям: есть сигнал — нет сигнала), то кубиты могут находиться одновременно в нескольких состояниях (например, 1-0, 0-1, 1-1, 0-0 и т. п.), а значит, работающий с ними компьютер сможет гораздо быстрее обрабатывать информацию.

На данный момент имеются устройства с весьма небольшим количеством кубитов, так, например, квантовый компьютер, представленный в апреле на конференции Американского физического общества, содержал только шесть. Однако элементы его процессора, памяти и носителей информации достаточно традиционны — они практически ничем не отличаются от таковых, используемых в обычном компьютере.

Согласно прогнозу немецких ученых, разработанная ими технология позволит увеличить мощность компьютеров настолько, что они смогут работать уже с сотней кубитов информации. По расчетам специалистов, подобное устройство уже сможет превзойти все имеющиеся на данный момент суперкомпьютеры. При этом оно будет весьма миниатюрным и удобным для использования.

Антон Евсеев
7
1858
14 мая 2011
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.
Смотрите также
Японские ученые приблизились к созданию квантовых компьютеровЯпонские ученые приблизились к созданию квантовых компьютеров

Японские специалисты разработали новую технологию, которая должна стать очередным шагом в реализации квантовых компьютеров. В результате совместной ра...

Представлен первый квантовый компьютерПредставлен первый квантовый компьютер

Канадская компания D-Wave объявила о предстоящей демонстрации первого в мире квантового компьютера, которая состоялся во вторник, 13 февраля в Музее к...

Квантовые компьютеры скоро станут повседневной реальностьюКвантовые компьютеры скоро станут повседневной реальностью

Несмотря на многообещающие возможности квантовой технологии, ее практическое применение до сих пор оставалось неосуществимым, сообщает Daily Telegraph...

Загрузка...
Комментарии

sergpumba
14 мая 2011 14:40
Расскажите вкратце пожалуйста belay

MaD_P.A.M.
14 мая 2011 14:59
sergpumba
Гугли про квантовый компьютер.

ekaterina120
14 мая 2011 15:17
интересно

Vadik_K
14 мая 2011 15:37
Статья написана явно для неподготовленного читателя. В то же время, много ненужных деталей, терминов и неточностей.

Necromant
14 мая 2011 17:29
Если в школе учил физику то тут всё понятно.
Очень познавательно.

Mike
15 мая 2011 00:41
если б хоть что-то представлял по теме, кроме школьной теории.... почему именно этот атом... да ладно... тут я неадекват!!!! если оно так, то это хорошо!!! прогресс!!!

удачи!!!! тока диабет почините!!! а то человек лезет в дебри, а реальные мелкие пролемы пока решить не может...

Lis_san
16 мая 2011 19:43
Цитата: Mike
удачи!!!! тока диабет почините!!! а то человек лезет в дебри, а реальные мелкие пролемы пока решить не может...

наркоман чтоле? Мелкие проблемы, ну да конечно. Тогда сразу давайте постоянную регенирацию клеток и клонирование людей, на каких по-твоему средствах всё вычисляется, или кучка биологов будет сидеть со счётными досками и считать рекомбинации днк ?
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.
Вторник, 24 Октября
USD 1.9539
EUR 2.2959
RUB 0.0340
SabakaZ 87 минут назад Нисон все равно заепца. Himley1 134 минут назад
Цитата: 26-128
Я простой работяга и у меня зарплата 1150 грязными. Что я делаю не так?)))

Иди в писатели-фантасты - будешь иметь успех. Шутка. Устройся на гос.завод - там познаешь неумолимую заботу государства о твоем благосостоянии.
Цитата: западная ведьма
в том то и дело! это профессиональный.... итд

Знаешь, я был о тебе лучшего мнения. А ты что-то совсем в сказочницы записалась.
Цитата: западная ведьма
ну в скайпе, я показывала

Я не видел
koto 176 минут назад эх.. желтый маркер Raketar 177 минут назад ору Konan_Kanah 186 минут назад на произодителя видать. Лучше бы голый вуд себе заместо кривых бивней вставила

это зал*па Петра I, а не красивая полечка. Эта больше на пришельца из Розуэлла похожа, которого препарировали (як быццам бы)
Konan_Kanah 195 минут назад Никогда бы не подумал о подвздошных костях в заду у тазобедренного сустава fk 220 минут назад Vardisodo,
Nikitosina,
А еще Персия/Иран, Турция, Египет (частичная зависимость от Великобритании) и т.д.
Graffy 241 минут назад dzon8kin, не всегда, сисадмины тож такое делают:-)
Новости от партнеров
Сейчас на сайте
2 пользователя, 1919 гостей