КВАНТОВЫЙ МИР – Telegram
🤓4👍2👏2
👁
😁3👻3👀2
Квантовые компьютеры на ловушках ионов могут стать намного ближе к реальности — MIT показал быстрое и энергоэффективное охлаждение ионов прямо на фотонном чипе. Это важно, потому что чем меньше «дрожит» ион, тем меньше ошибок и тем стабильнее работа кубитов.

Команда MIT и MIT Lincoln Laboratory встроила в чип наноантенны и волноводы, которые формируют два пересекающихся луча со сложной поляризацией. В зоне пересечения возникает «вихрь света», который гасит вибрации иона гораздо эффективнее обычного лазерного охлаждения.

Результат: охлаждение почти в 10 раз ниже доплеровского предела (стандарта для лазерного охлаждения) и достижение режима примерно за 100 микросекунд — заметно быстрее многих альтернатив.

Почему это круто: традиционные ловушки ионов требуют «комнату оптики» снаружи криостата, а здесь свет генерируется на самом чипе. Это открывает путь к архитектурам, где на одном чипе будут тысячи узлов и много ионов — то есть к реальной масштабируемости.

Дальше команда хочет масштабировать метод на несколько ионов и развивать другие операции, которые становятся возможны благодаря стабильным «чиповым» световым полям
👁
👏3👍2🤓1
Физики из Университета Аалто впервые подключили кристалл времени к внешней системе, открыв путь к новым квантовым технологиям. Это достижение может радикально улучшить квантовую память и сенсоры.

Напомним, что такое кристаллы времени.
Это экзотические квантовые системы, которые находятся в состоянии постоянного движения даже при минимальной энергии — без внешнего источника.
В отличие от обычных кристаллов, которые повторяются в пространстве, кристаллы времени повторяются во времени.

Исследователи охладили гелий-3 до температуры, близкой к абсолютному нулю.
С помощью радиоволн они создали магноны — квазичастицы, которые ведут себя как единое целое.
После отключения радионакачки магноны сформировали кристалл времени, который продолжал колебаться несколько минут.
В процессе затухания он взаимодействовал с механическим осциллятором, что стало первым успешным подключением к внешней системе.

Это первое в мире подключение кристалла времени к внешнему объекту — ранее считалось невозможным из-за риска разрушения его устойчивого состояния.

Взаимодействие напоминало оптомеханические явления, аналогичные тем, что используются в обсерваториях гравитационных волн типа LIGO.

Потенциальные применения:

Квантовая память: кристаллы времени живут дольше, чем обычные квантовые системы, что делает их идеальными для хранения информации.
Сверхточные датчики: могут использоваться как частотные гребенки в измерительных приборах.
Квантовые компьютеры: устойчивость и способность к взаимодействию открывают путь к новым архитектурам вычислений
👁

https://phys.org/news/2025-10-crystals-power-future-quantum.html
🤓3👍1👏1🤔1👀1
Физики из Университета Штутгарта доказали, что квантовые машины могут превзойти предел эффективности, установленный принципом Карно, используя энергию квантовых корреляций между частицами. Это открытие расширяет второй закон термодинамики и открывает путь к созданию ультраэффективных нанодвигателей.

Принцип Карно сформулирован в 1824 году, он определяет максимально возможный КПД тепловой машины, работающей между двумя резервуарами — горячим и холодным.
Суть принципа Карно:
Коэффициент полезного действия (КПД) любой тепловой машины, работающей между двумя тепловыми резервуарами, не может превышать КПД идеальной машины, работающей по обратимому циклу Карно.
КПД цикла Карно зависит только от температур (выраженной в Кельвинах) нагревателя (𝑇1) и холодильника (𝑇2):

𝜂 = 1−𝑇2/𝑇1

Объясняется вторым законом термодинамики, применимым ко всем тепловым процессам и устройствам.

Исследование показало, что на атомном уровне принцип Карно не действует в полной мере.
В квантовых системах частицы могут быть связаны невидимыми корреляциями — состояниями, при которых поведение одной частицы зависит от другой, даже на расстоянии.
Эти корреляции становятся дополнительным источником энергии, который не учитывается в классической термодинамике.
Учёные разработали математическую модель, учитывающую квантовые связи.
Квантовая машина может извлекать энергию не только из тепла, но и из внутренних состояний системы.
Это позволяет превысить КПД, предсказанный Карно, без нарушения второго закона — он просто дополняется квантовыми эффектами.
Это не отмена, а расширение термодинамики.
Классические законы остаются верны для макроскопических систем, но в квантовом масштабе действуют новые правила.
Открытие меняет представление о фундаментальных ограничениях и открывает путь к новому поколению энергетических устройств.
Если раньше термодинамика была наукой о парах и поршнях, то теперь она становится наукой о квантовых связях и наномоторах.

Практические перспективы:
Квантовые двигатели размером с атом или молекулу.
Медицинские нанороботы, способные перемещаться по кровеносной системе и выполнять точечные задачи.
Промышленные наномеханизмы, работающие с материалами на атомарном уровне
👁

Первоисточник https://www.science.org/doi/epdf/10.1126/sciadv.adw8462
Подробности также доступны на сайте Университета Штутгарта.
https://www.uni-stuttgart.de/en/university/news/all/More-efficient-than-Carnot-Quantum-mechanics-trumps-the-second-law-of-thermodynamics/
На русском https://www.securitylab.ru/news/565093.php
🤓3🔥2👀2👍1
Живые квантовые белки: квантовая физика внутри клетки

Исследователи из Оксфордского университета впервые превратили квантовые эффекты в рабочий биологический инструмент. Учёные создали флуоресцентные белки MagLOV, которые действуют как квантовые сенсоры прямо внутри живых клеток — при комнатной температуре и без экзотического оборудования. Работа опубликована в Nature.

Белки реагируют на магнитные поля и радиоволны за счёт квантовой динамики электронных спинов в радикальных парах. Этот эффект можно считывать оптически: флуоресценция меняется и видна под обычным микроскопом. Фактически одна бактерия становится автономным квантовым датчиком.

Белки были усилены направленной эволюцией, а значит, их можно кодировать в ДНК, модифицировать и масштабировать методами генной инженерии.

Возможные применения — новая биовизуализация, подавление шума в живых тканях и сенсоры клеточного микроокружения. Авторы называют MagLOV квантовым аналогом GFP — маркера, который однажды изменил биологию. Теперь квантовая механика становится живой и программируемой.

🖼️ На изображении: Магниточувствительные флуоресцентные белки (МЧБ) активируются светом — в данном случае, излучаемым синим светодиодом — и реагируют на него, испуская зеленую флуоресценцию. Интенсивность этого света может модулироваться путем приложения магнитных полей или радиоволн, что является свойством, основанным на квантовых процессах внутри белка
👁️
👍2🤓2👀2