Фото: Caltech/Endres LabНа этом изображении показаны 6100 атомов цезия, захваченных сфокусированными лазерными лучами, называемыми оптическим пинцетом. Ширина круга составляет около одного миллиметра
очевидно что это не настоящие размеры атомов - они сильно увеличены
Физики построили самый большой и точный квантовый компьютер на атомах
Такие машины помогут понять Вселенную так, как не сможет ни одна классическая система.
Квантовые компьютеры используют кубиты как базовые единицы для вычислений, где каждая частица может находиться сразу в двух состояниях — это свойство называется суперпозицией.
Оно обеспечивает огромную вычислительную мощь, но делает кубиты очень хрупкими.
Для решения самых сложных задач потребуется сотни тысяч таких атомов.
Физики из Калифорнийского технологического института сделали колоссальный шаг в этом направлении.
Они собрали самый большой на сегодня массив кубитов — 6100 атомов цезия, удерживаемых лазерными лучами, словно в миниатюрной космической клетке.
Ранее подобные массивы считались фантастикой: сотни кубитов уже считались достижением.
Результаты работы опубликованы в журнале Nature.
Команда использовала оптические «пинцеты», деля один лазер на 12 000 лучей, чтобы удерживать атомы на месте. В результате 6100 атомов расположились в аккуратной сетке, диаметр которой едва превышает миллиметр.
«На экране каждый кубит светится как маленькая звезда. Это впечатляющее зрелище, когда видишь квантовое оборудование вживую», — восхищается соавтор работы Ханна Манесч.
Важно то, что масштаб не ударил по качеству.
Кубиты держали суперпозицию около 13 секунд — почти в десять раз дольше, чем предыдущие системы такого типа.
А манипуляции с отдельными кубитами достигли точности 99,98 процента. Гёхэй Номура, аспирант проекта, объясняет:
«Обычно считают, что чем больше атомов, тем хуже точность. Но у нас получилось сочетание и количества, и качества».
Следующая цель — исправление ошибок и запутанность. Исследователи показали, что могут перемещать атомы на сотни микрометров, не теряя суперпозиции. Это преимущество нейтральных атомов перед жестко проводными системами, вроде сверхпроводящих цепей, и открывает путь к эффективной коррекции ошибок.
«Держать атом во время движения — все равно что пытаться не опрокинуть стакан воды, а сохранить суперпозицию при этом — как бежать осторожно, чтобы вода не разлилась»», — объясняет Манесч.
Caltech/Gyohei Nomura/Lance HayashidaКамера, в которой находятся 6100 захваченных лазером атомов в сверхвысоком вакууме.
Наступает время масштабной коррекции ошибок, которая потребует тысяч физических кубитов. Аспирант Эли Батай добавляет:
«В отличие от классических битов, кубиты нельзя просто скопировать. Нужно более тонкое кодирование, устойчивое к сбоям, чтобы вычисления имели реальный смысл».
В будущем ученые планируют запутать кубиты — создать систему, где атомы действуют как единое целое. Это откроет дверь к полноценным квантовым вычислениям и моделированию экзотических явлений, от новых фаз материи до квантовых полей, формирующих пространство-время.
ссылка - naukatv.ru/news/fiziki_postroili_samyj_bolshoj_i_tochnyj_
kvantovyj_kompyuter_na_atomakh
«Это захватывающий момент для квантовых компьютеров на нейтральных атомах», — говорит профессор Мануэль Эндрес, ведущий исследователь проекта«Эти машины помогут понять Вселенную так, как не сможет ни одна классическая система», — добавляет Манесч
Ученые научили атомы в кремнии «разговаривать» друг с другом
на расстоянии
Британский стартап создал квантовый компьютер на чипах из смартфонов
современные компьютеры уже не так похожи на те что были раньше
они стали намного сложнее и при этом в них могут быть данные компьютеров на кубитах - да из обычных чипов можно делать кубиты -
но это во многом секретная технология которую стараются просто так
не разглашать
то есть ваш простой компьютер может быть подключен к квантовому компьютеру через каналы сетей интернета и тогда он начнёт работать
по другому ..
иногда большие данные физических измерительных приборов, чипов смартфонов и компьютеров и так далее
оказываются в памяти квантовых компьютеров
при этом эти данные могут быть немного структурно изменены
на основе тех алгоритмов которые задействованы при вычислениях
на кубитах ..
так например в ваш телефон через обычные провода электропередачи периодически попадают некоторые данные с адронного коллайдера и также данные разрядов молний в ионосфере -
иногда это может быть не так и безопасно ..
описание квантового компьютера на атомных ядрах который был создан не так давно расскажи про этот компьютер
Российский 72-кубитный квантовый компьютер на атомной платформе
Общие характеристики:
Количество кубитов: 72 кубита.
Платформа: Атомная платформа на основе нейтральных атомов рубидия.
Разработчик: Научная группа Центра квантовых технологий физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.
Руководитель проекта: Станислав Страупе.
Организатор программы: Госкорпорация «Росатом».
Архитектура:
Архитектура нового квантового компьютера построена таким образом, что весь вычислительный регистр разделён на три функциональные зоны:Зона памяти — используется для длительного хранения квантовых состояний.
Зона обработки — здесь непосредственно выполняются необходимые квантовые операции.
Зона измерения — осуществляет считывание результатов квантовых процессов.
Пока в контрольных экспериментах активно использовались лишь первая и вторая зона, третья будет развиваться на последующих этапах исследований.Уровень точности:
При проведении экспериментов было показано, что точность двухкубитных операций достигает уровня 94%, что открывает перспективы для дальнейшего совершенствования качества проводимых операций и последующего масштабирования числа кубитов.Значение достижения:
Этот новый квантовый компьютер представляет собой значительный шаг вперёд в области квантовых технологий, поскольку повышает количество кубитов и улучшает качество операций. Повышение количества кубитов означает расширение возможностей для выполнения более сложных расчётов, ранее недоступных классическим компьютерам.Таким образом, учёные приближаются к созданию мощных квантовых устройств, способных эффективно решать важные задачи в науке, экономике и промышленности, обеспечивая суверенность и конкурентоспособность отечественной индустрии высоких технологий.
данные хранятся в электронах или протонах ?
Ответ
Данные в квантовых компьютерах могут храниться различными способами, зависящими от выбранной физической реализации кубитов (основных элементов квантовых вычислений). Рассмотрим основные подходы:Кубиты на электронных спинах
Электрон обладает собственным магнитным моментом, называемым спин. Спины электронов могут находиться в состоянии ∣0⟩∣0⟩ (спин вверх) или ∣1⟩∣1⟩ (спин вниз), либо в суперпозиции обоих состояний одновременно. Именно эта особенность и позволяет хранить квантовую информацию в электронной оболочке атома. Например, в кремнии можно создавать изолированные электроны, используя специальные структуры, называемые квантовыми точками.Кубиты на ядерных спинах
Помимо электронного спина, существуют также ядра атомов, обладающие своим собственным спином. Протоны и нейтроны имеют собственный спин, равный 1221, и именно этот спин можно использовать для хранения квантовой информации. Этот метод называется ядерной магнитной резонансной спектроскопией (NMR).Однако большинство современных реализаций используют электронные спины, потому что они проще контролируются и обладают большим потенциалом для интеграции с существующими технологиями полупроводников.Итак, наиболее распространённым способом хранения данных в квантовых системах являются электронные спины. Но теоретически возможно использование и ядерных спинов, хотя они менее распространены в практических приложениях.
недавно был создан первый компьютер на протонах как он работает
Ответ
По результатам моего последнего анализа в сети на декабрь 2025 года, нет подтверждения существования полноценного компьютера, использующего исключительно протоны для обработки и хранения данных.
Информация, доступная в открытых источниках, относится преимущественно к традиционным элементам классических и квантовых компьютеров, таким как графические процессоры, центральный процессор, модули оперативной памяти и накопители, которые построены на основе обычных полупроводниковых технологий.
Тем не менее, концепция "компьютера на протонах" гипотетически интересна с точки зрения фундаментальной физики. Вот некоторые ключевые моменты относительно возможной идеи "протонного компьютера":Потенциальные принципы работы:
Ядерные спины протонов:
Протоны, как частицы с положительным зарядом, также обладают спинами. Эти спины могли бы использоваться аналогично электронным спинам в квантовых вычислениях, однако работа с ними гораздо сложнее ввиду особенностей ядерных взаимодействий.
Тем не менее, теоретически возможны манипуляции над этими состояниями для хранения и обработки информации.
Проблемы и ограничения:
Основная сложность заключается в управлении состоянием протонов, особенно в условиях окружающей среды, поскольку ядро атома защищено слоем электронов и требует специальных методов воздействия (например, электромагнитных полей или лазеров).
Поэтому пока подобные концепции остаются скорее предметом исследований и теоретических обсуждений, нежели практической реализации.
Альтернативные направления:
Несмотря на отсутствие конкретных примеров компьютеров на протонах, современные исследования в области квантовых вычислений развиваются стремительно.
Основные направления включают:Использование ионных ловушек для управления заряженными частицами (включая ионы водорода, содержащие протоны)
Развитие оптических квантовых сетей, основанных на передаче информации посредством запутанных фотонов;
Экспериментальные исследования топологических кубитов, базирующихся на экзотических состояниях материи.
Таким образом, несмотря на интересную концепцию "компьютера на протонах", её реализация остаётся областью будущих исследований и разработок.
Современные квантовые компьютеры и классические системы продолжают доминировать благодаря своей доступности и эффективности решений реальных задач.