Этот июль оказался богат на настоящие научные сенсации. В двух статьях, опубликованных в авторитетнейшем журнале Nature, сообщается о серьезном прогрессе в создании кремниевых квантовых компьютеров, а астрономы наконец-то «поймали» самую тусклую экзопланету, которая более десяти лет пряталась от них на виду.

🧠 Квантовый шаг вперед: компьютеры на кремнии становятся реальностью

Квантовые компьютеры будущего, вероятно, будут построены на основе кремниевых микрочипов — такой же технологии, что лежит в основе наших смартфонов и ноутбуков. Однако до сих пор развитие кремниевых кубитов тормозили серьезные инженерные проблемы . Две новые работы в журнале Nature предлагают революционные пути их решения.

Самостоятельный квантовый процессор

Одна из главных проблем квантовых компьютеров — управление кубитами. Обычно для этого требуется огромное количество внешней электроники, которая греется и мешает работе квантового чипа, охлажденного почти до абсолютного нуля .

Исследователи из HRL Laboratories предложили элегантное решение: они разместили систему управления прямо внутри криостата, рядом с процессором. Специальный контроллер на основе КМОП-технологии работает при температуре всего 4 кельвина (около -269°C) и генерирует все необходимые сигналы для 18 кубитов .

Ключевое достижение этого подхода — система впервые смогла автономно запускать процедуру коррекции ошибок без участия комнатной электроники . Это обязательное условие для создания любого по-настоящему полезного квантового компьютера.

Секрет успеха — в специальном сверхпроводящем кабеле, который передает сотни управляющих сигналов, но не проводит тепло, сохраняя хрупкие квантовые состояния кубитов . В результате ошибки управления удалось снизить в 10 раз по сравнению с предыдущими демонстрациями .

Как отмечает обозреватель Nature Наталья Арис, этот прорыв показывает, что вызовы создания квантового компьютера — это одновременно и инженерная, и физическая задача .

Мобильные кубиты и квантовая телепортация

Вторая работа, выполненная учеными из Делфтского технологического университета, решает другую проблему: как заставить кубиты взаимодействовать на расстоянии .

Исследователи создали устройство, в котором один «мобильный» кубит передвигается между четырьмя неподвижными . Когда два спина электронов сближаются, между ними возникает взаимодействие, позволяющее выполнять двухкубитные операции.

Результаты впечатляют:

• Точность двухкубитного вентиля при сближении составила около 99% .
• Ученым удалось провести квантовую телепортацию между кубитами, находящимися на расстоянии 320 нанометров, с точностью 87% .

Эта технология открывает путь к созданию гибких и перестраиваемых квантовых процессоров, где архитектуру связей между кубитами можно менять динамически .

🌌 Астрономия: 10 лет игры в прятки с планетой

В то время как физики покоряли микромир, астрономы нашли тусклую планету в системе Бета Живописца (Beta Pictoris), расположенной всего в 63 световых годах от Земли .

Серендипное открытие

Изначально команда ученых под руководством Бена Сатлиффа из Эдинбургского университета вообще не искала новую планету. Они просто хотели понаблюдать за известной планетой Beta Pictoris b . Однако в свежих данных с Очень Большого Телескопа (VLT) Европейской южной обсерватории они заметили странный слабый сигнал.

«Там есть что-то еще, вы это видите?» — вспоминает слова коллеги Маркус Бонсе, со-руководитель исследования . Ученые начали изучать архивные данные за последние 11 лет и обнаружили, что новый объект, Beta Pictoris d, уже давно присутствует на снимках — его просто не замечали в сиянии соседней планеты .

«Планета d, похоже, играла с нами в прятки более десяти лет, и только сейчас мы можем сказать: «Нашел!»», — говорит Джейн Биркби из Оксфордского университета .

Почему ее так трудно было заметить?

Beta Pictoris d — газовый гигант. Он примерно в 2,4 раза массивнее Юпитера, тогда как две другие планеты в системе примерно в 10 раз массивнее нашего газового гиганта . Кроме того, орбита новой планеты проходит гораздо дальше от звезды, поэтому она холоднее и излучает очень мало света.

Это делает ее самой тусклой экзопланетой из когда-либо сфотографированных с Земли . Она в 100 раз тусклее, чем ее соседка Beta Pictoris b .

Найти Beta Pictoris d удалось благодаря приборам ERIS на наземном телескопе VLT. Независимо от этой группы, планету также обнаружила команда под руководством Айдана Гиббса из Калифорнийского университета с помощью космического телескопа James Webb .

Почему это важно

Открытие Beta Pictoris d помогает решить давнюю загадку: ее масса и положение объясняют странную деформацию диска пыли и обломков, окружающего звезду .

Кроме того, система Бета Живописца стала лишь второй, где удалось напрямую сфотографировать более двух планет. «Системы с несколькими напрямую снятыми экзопланетами — это «Святой Грааль» открытий, потому что они могут многое рассказать нам о том, как выглядят разные экзопланеты в одной среде формирования», — говорит Сатлифф .

---

Дисклеймер

Важно: Данная статья носит информационный и научно-популярный характер.Материал не является технической документацией или руководством к действию. Наука стремительно развивается, и некоторые выводы могут быть уточнены в ходе дальнейших исследований.