- Информация о материале
- Категория: Новости
- Просмотров: 16
В России разработаны танталовые чипы для квантовых компьютеров.
Они в 10 раз лучше формируют поколение компонентов
Российские учёные из «Квантум Парка» МГТУ им. Н. Э. Баумана и ФГУП «ВНИИА» разработали метод производства сверхпроводниковых интегральных схем на основе тантала. По словам специалистов, это позволит более чем в 10 раз повысить качество компонентов для квантовых компьютеров. Первые поставки квантовых сопроцессоров на танталовую платформу запланированы на осень 2026 года.
Чип с танталовыми резонаторами, изготовленный в «Квантум Парке». Автор фото: Илья Степанов
Тантал значительно устойчивее реагирует на воздействие окружающей среды и других агрессивных средств. Благодаря изготовленным на его основе компонентам можно проводить более интенсивную обработку, удаляя с поверхности атомарные загрязнения и оксиды, которые ухудшают характеристики кубитов. К тому же, оксид тантала содержит значительно меньше дефектов по сравнению с оксидом, поэтому квантовая информация сохраняется.
Разработчики проверили новый адаптер для танталовых микроволновых резонаторов. Их добротность — способность сохранения квантовой информации — превысила 10 миллионов в однофотонном режиме. Российские учёные назвали этот показатель одним из лучших в мире: подобные значения удалось получить только в Принстонском университете и Бельгийском нанотехнологическом центре IMEC.
Специалисты рассказали, что при создании новой технологии необходимо было получить нужную фазу тантала — для сверхпроводниковых схем требуется высокочистый альфа-тантал. Было проведено более 1 тыс. руб. экспериментов, для анализа пластины использовались методы просвечивающей микроскопии с атомарным потенциалом. Благодаря этому удалось отследить субнанометровые структурные особенности альфа-тантала на кремнии, которые невозможно увидеть обычными приборами.
Источники: МГТУ им. Н.Э. Баумана
- Информация о материале
- Категория: Новости
- Просмотров: 16
В России освоили новейшую модернизацию повышения производительности квантовых компьютеров
Это важный шаг к созданию квантового вычислителя для практических задач.
Учёные Квантового Росатома освоили плановый проект повышения производительности ионных квантовых компьютеров, сообщает пресс-служба Росатома. Впервые в стране были показаны кубитные операции на планарных ионных ловушках. Планарные ловушки — это тип электромагнитных ловушек, в которых электроды, генерирующие электрические удерживающие поля, расположены на плоскости (чипе). Они используются в квантовых вычислениях для удержания и контроля ионов.
Фото: Физический институт Российской академии наук
Плановые ловушки способны удерживать больше кубитов (более 100), предоставляют возможность интегрировать оптические элементы для считывания кубитов и позволяют создавать зоны с заданными условиями для улучшения качества операций. Владение планарным выводом — это решающий шаг на пути к промышленным ионным квантовым компьютерам, способным практически решать задачи в различных областях, считают специалисты.
Результат продемонстрировали сразу две научные группы Квантового проекта – учёные Физического института Российской академии наук под руководством Ильи Семерикова и группа Квантового центра под руководством Кирилла Лахманского. В Физическом институте был продемонстрирован захват в плановых ловушках ионов иттербия-171, их перемещение вдоль чипа и однокубитные операции. В Квантовом центре показаны процессы захвата, перемещения ионов и однокубитные операции.
Российские учёные заявили, что этот шаг продолжается и вступает в гонку за квантовыми вычислениями на основе планарных технологий. На горизонте до 2030 года удастся достичь уровня ведущих мировых квантовых проектов.
Источник: Росатом
- Информация о материале
- Категория: Новости
- Просмотров: 16
Свет вместо электричества
Российские ученые предложили новый принцип оптической памяти
Ученые Российского квантового центра, МФТИ и СПбГУ разработали теоретическую модель оптической памяти, которая может быть применена в вычислительных вычислениях. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.
Современные компьютеры используют свет для быстрой передачи больших объемов информации, однако хранение и обработка данных происходит в основном в электронной форме. Из-за этих оптических сигналов приходится преобразовывать в электрическом и обратном направлении, что увеличивает задержку и энергозатраты.
В предложенной схеме памяти используются поляритонный конденсат Бозе — Эйнштейна — коллективное состояние света и вещества в полупроводниковой стадии. Световой импульс задает ему особую поляризацию, после чего это состояние продолжает сохраняться и вносится за счет новых частиц.
Компьютерное моделирование показало, что система способна удерживать заданную поляризацию в течение сотен пикосекунд. Это примерно в 100 раз увеличивает время жизни отдельного поляритона. В этом состоянии можно было подать даже очень слабый сигнал, соответствующую стандартную фотону. Более мощное возбуждение поднимает сопротивление памяти.
По словам руководителя научной группы «Квантовая поляритоника» РКЦ Алексея Кавокина, результаты показывают возможность использования поляритонного конденсата для создания оптической памяти, сохраняя поляризацию даже слабого светового импульса.
- Информация о материале
- Категория: Новости
- Просмотров: 24
Решена важная проблема фотонной электроники. Найден способ передачи оптических сигналов на большие расстояния
Команда ученых из России и ОАЭ разрабатывает новый тип волноводов для фотонных интегральных схем. Разработка дает возможность эффективно управлять движением света и передавать сигналы на большие расстояния.
Волноводы для оптических вычислительных схем
Ученые из МФТИ совместно с коллегами из ОАЭ разработали новый тип V-образных волноводов, которые способствуют созданию легких фотонных интегральных систем, пишет ТАСС .
Волноводы обладают открытыми принципами обработки и передачи сигналов на большие расстояния внутри вычислительных схем. На их основе, по замыслу разработчиков, можно создать целый ряд устройств нового поколения — миниатюрные интерферометры для модуляции сигнала, датчики, сенсоры, резонаторы и другие фотонные приборы.
Разработка решает одну проблему замены электронных логических цепочек на их более миниатюрные световые аналоги, управляющие движением света, в которых крайне сложно.
Способен управлять излучением
Волноводы представляют собой V-образные структуры, сформированные в толще материала, состоящие из нескольких прослоек оксихлорида молибдена (MoOCl2), уложенных на другую поверхность другой поверхности, как объяснили исследователи.
Фотонные чипы могут стать электроникой нового поколения
Материал обладает необычными физическими свойствами благодаря уникальному изготовлению. При движении фотонов под одним углом «стопка» из другого слоя оксихлорида молибдена ведет себя как металл, а в — как диэлектрик. Внутри угла угла квазичастицы, гиперболические плазмоны - поляритоны , которые позволяют точечно локализовать излучение и управлять его движением и вызывать его.
Такие волноводы способны сохранять сигнал на больших расстояниях — порядка нескольких десятков микрон . Устройства с ними можно значительно уменьшить в размерах по сравнению с устройствами, в которых используются волноводы из золота.
Еще одна проблема в развитии фотонной электроники
Интерес к фотонным интегральным схемам (ФИС) в мире бурно растет. По прогнозам многих мировых экспертов, интегральная фотоника сегодня может сыграть ключевую роль в будущем будущем искусственного интеллекта , глобальной связи, гибридных и квантовых компьютеров, сенсориков и транспорта .
В последние годы темпы развития полупроводниковой электроники значительно замедлились, так как транзисторы по размерам уже проявляются к атомам. Исследователи всего мира пришли в квантовую гонку, в которой участвуют четыре ключевые платформы: сверхпроводники , ионы , нейтральные атомы и фотоны.
Фотоны могут поддерживать стабильные квантовые состояния при низких температурах. Это свойство позволяет снизить затраты энергии в схемах с другими типами квантовых компьютеров, которые очень важны для последующих эффектов и легко выполняют свою суперпозицию.
Еще одна проблема на пути развития фотонной электроники — отсутствие надежных систем хранения информации в световом виде. Сегодня свет быстро передает большие объемы данных , но внутри компьютеров информация по-прежнему обрабатывается и хранится только в электронной форме. Поэтому световой сигнал приходится преобразовывать в производстве , а затем обратно, что вызывает задержку и требует энергии. Чтобы сократить число таких преобразований, оптическим чипам необходима память, способная сохранить заданное состояние света.
- Информация о материале
- Категория: Новости
- Просмотров: 56
В результате устройство представляет собой простую структуру с одним активным слоем, обеспечивающим работу при низкой температуре, широкораспределенно-локальное световое излучение, а также нейроморфную функцию обработки сигналов.
Работа опубликована в журнале Nature Materials .
Носимая электроника стремительно развивается, превращаясь из умных часов и смарт-очков в удобные для пользователей платформы нового поколения, которые в будущем будут дополнены наносными и имплантируемыми устройствами. В частности, носимые на коже, а также интегрированные полупроводниковые технологии, объединяющие функции датчиков, обработки сигналов, памяти и видеоадаптеров на одной платформе, важные важные технологии для здравоохранения нового поколения и промышленности будущего. В последнее время переносная электроника для простого обнаружения биосигналов и перешла к их обработке и визуализации в режиме реального времени.
Однако до недавнего времени эти функции обычно реализовывались с помощью отдельных подключенных устройств, что привело к созданию сложных структур с использованием громоздких и жестких компонентов и низким энергопотреблением. Поэтому интеграция многих функций в простую архитектуру устройства стала серьезной проблемой.
Органические светоизлучающие транзисторы привлекают внимание как перспективные кандидаты для портативной электроники следующего поколения, поскольку они могут сочетать в одном устройстве функции транзистора и светодиода. Однако обычные органические транзисторы с латеральным расположением электродов требуют высокого рабочего напряжения от 80 до 180 В из-за большого расстояния между электродами и высокого барьера для инжекции электронов. Даже при использовании электрохимического ионного освещения для снижения напряжения напряжения оно все равно должно составлять более 3,5 В, зона воздействия остается узкой и солнечной, что ограничивает практическое применение таких устройств на внешних видеокартах и интеллектуальных портативных электронных устройствах.
Исследовательская группа разработала сверхнизковольтный электрохимический органический светоизлучающий транзистор, который объединяет в одном органическом транзисторе функции обработки сигналов, хранения данных и светоизлучения. Ведущий активный слой вещества, увеличивающий ионный транспорт, чтобы вызвать образование двойного слоя на границах разделов электродов, мы предложили новый механизм эффективных инъекций электронов, не требующий высокого напряжения или гибкого легирования, как в традиционных методах. Это обеспечивает достижение свечения даже при напряжении менее 3,5 В, которое считалось ранее слишком низким для работы, при сохранении стабильной и стабильной зоны свечения.
Устройство также продемонстрировало способность обрабатывать сигналы и запоминать: клетки накапливались при воздействии стимулов и сохранялись в течение длительного времени. Кроме того, он использовал в гибкой системе портативный монитор, работающий всего от двух батареек по 1,5 В.
Это исследование показывает, что стабильное светоизлучение и интеллектуальные функции могут быть реализованы одновременно даже на простой одноактивной многослойной схеме, что значительно расширяет возможности применения транзисторов в носимых устройствах.
Это важное исследование, в котором объединены обработка сигналов, память и светоизлучение в одном устройстве, что позволяет преодолеть ограничения традиционных портативных электронных систем, для которых требуется конструкция и соединение отдельных компонентов.
В частности, демонстрируя кумулятивные и устойчивые процессы на входных стимулах, он показывает потенциал электроники нового поколения, способ обработки информации и мгновенное отображение результата с помощью света.
В то время как обычные носимые устройства не позволяют пользователям контролировать контрольные показатели в режиме реального времени во время движения, эта технология обеспечивает мониторинг в первую очередь и мгновенную передачу информации устройством.
Ожидается, что эта технология найдет применение в таких областях, как реабилитация, неотложная помощь пациентам, мониторинг физического состояния, носимая электроника и «умное» здравоохранение, и может стать ключевым фактором для соответствующих отраслей.