На сессии «Квантовые технологии: на рубеже возможностей» Алексей Федоров, профессор, руководитель научной группы «Квантовые информационные технологии» Российского квантового центра, отметил:

«Идея создания квантового компьютера возникла как создание устройства, которое бы позволяло рассчитывать другие сложные квантовые системы».

#ФБТ2025

Физики использовали эластокалорический эффект для охлаждения ванадата тулия

Для достижения температур в несколько кельвинов или ниже для макроскопического вещества физики используют один из двух методов: охлаждение с помощью жидкого гелия или адиабатическое ядерное размагничивание. Из-за высокой трудоемкости этих методов ученые выбрали альтернативную технологию на основе эластокалорического эффекта.

Эластокалорический эффект заключается в адиабатическом растяжении или сжатии материала, который вскоре теряет часть внутренней энергии и охлаждается.

Физикам из США удалось добиться охлаждения до сверхнизких температур с помощью ванадата тулия, монокристаллов, которые были размещены между пластинами тензоэлемента. После подачи на него напряжения кристаллы ванадата тулия деформировались с образованием ассиметрично искривленной кристаллической решетки.

В результате исследования ученым удалось изучить характер изменения температуры образцов из ванадата тулия, а также обнаружить, что эластокалорический эффект возник благодаря эффекту Яна — Теллера.

Форум будущих технологий продолжается. Только что состоялся интересный разговор о биомедицинских технологиях, в частности и о протезировании. На сессии «Технологии «Человека 2.0» прозвучал ключевой вопрос: «Человек 2.0 — кто он?»

#ФБТ2025

Microsoft представила квантовый процессор Majorana 1

📔Основная проблема существующих квантовых процессоров — их нестабильность и высокая чувствительность к внешним воздействиям. Чтобы решить эту проблему, ученые начали изучать топологические проводники — материалы, чья проводимость остается неизменной даже при наличии дефектов и деформаций.

По данным Microsoft в основе чипа Majorana лежит именно такой топопроводник, позволяющий создавать устойчивые элементы для будущих квантовых компьютеров. На нем удалось разместить восемь топологических кубитов. В компании рассказали, что стремятся создать чип размером с ладонь, способный вместить миллион кубитов. Это должно стать важным шагом к квантовым компьютерам, которые смогут решать задачи. промышленного масштаба.

Мы спросили мнение нашего коллеги, научного директора Российского квантового центра и руководителя группы «Квантовые симуляторы и интегрированная фотоника», Алексея Акимова:

«Создание квантового процессора Majorana 1 кажется радикальным прорывом в создании топологически защищенных квантовых вычислений. Но опираясь на предыдущий опыт с отзывами статей, которые сообщали об успешной регистрации майорановских фермионов, стоит подождать в оценке этого открытия.»

Физики разработали метод генерации топологических структур на поверхности воды при помощи гравитации

Топологические структуры активно используют в фотонике для управления световыми пучками, нелинейной генерации света и многого другого. Такие структуры имеют определенные параметры, которые характеризуют движение частиц внутри них. Ученые мало изучают формы топологических волновых, фокусируя свое внимание на способности управлять частицами структур.

Группа физиков из Китая, Японии и Польши обнаружила способ генерации топологических структур на водной поверхности при помощи интерференции. Наложение волн друг на друга создает «шум», который наделяет их разными топологическими свойствами. Группа создала несколько топологических структур: волновые вихри, скирмионы и ленты Мебиуса. 

Исследование, опубликованное в журнале Nature, поможет в дальнейшем применять полученные знания в гидродинамике и микрофлюидике.

IBM объединил два квантовых процессора в единый модуль

Большинство современных квантовых процессоров представляют собой планарные массивы кубитов, в которых между собой связаны только ближайшие соседи. Модульный подход поэтому имеет решающее значение для их дальнейшего масштабирования.

Система, разработанная в IBM, включает в себя встроенное устройство подавления ошибок, а также динамическую схему, объединяющую между собой до 142 кубитов, распределенных по двум 127-кубитным процессорам Eagle. При этом оба модуля соединяются обычной классической связью, которая позволяет выполнять логические операции на одном модуле в зависимости от результатов выполнения операций на другом.

В 2025 году, согласно своей дорожной карте, IBM планирует реализовать уже квантовый интерконнект, позволяющий запутывать кубиты, расположенные на различных модулях.

Ученые разработали мембраны на базе графдиина для удаления солей из морской воды 

Ранее мы узнали, что мембраны могут использоваться для разных задач фильтрации воды, например при работе биологического наномембранного реактора для разделения биотоплива.

Группа исследователей из Китая, Саудовской Аравии и США создала углеродную наномембрану из графдиина, которая избирательно взаимодействует с ионами металлов в жидких растворах. Графдиин — двумерный углеродный материал, похожий по структуре на набор из шести треугольников, объединенных в шестиугольные «соты». 

Ученые обратили внимание, что пустоты между атомами углерода в треугольниках обладают достаточной шириной для того, чтобы пропускать через себя молекулы воды, но при этом они являются слишком узкими для проникновения через них даже самых небольших ионов металлов.

Изготовив наномембрану из 12 слоев графдиина, ученые добились удаления 99,7% солей из морской воды на протяжении работы свыше 300 часов.

Знаменитые ученые получают огромное количество корреспонденции, в том числе со схемами вечных двигателей и вариантами решений величайших научных задач. Лев Ландау изящно выходил из этой ситуации!