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integrierte Quantenschaltung

30.06.2022

Australische Entwickler berichteten von erheblichen Fortschritten bei der Entwicklung von Quantencomputern. Basierend auf fast 20 Jahren wissenschaftlicher Arbeit australischer Teams konnte ein junges Unternehmen aus Australien – Silicon Quantum Computing (SQC) – die weltweit erste integrierte Quantenschaltung herstellen. Der Chip kann zwar das Verhalten nur eines Moleküls – Polyacetylen – simulieren, aber deutlich besser als klassische Computer.

Der in Sydney entwickelte und hergestellte Quantenprozessor von SQC ist eine analoge Lösung zur Simulation der Quantenzustände von Molekülen. Von einem echten Quantenprozessor mit der Fähigkeit, Fehler zu korrigieren, träumt das Unternehmen noch immer nur. Aber auch der molekulare Simulator verspricht einen Durchbruch für das Feld, sobald solche Chips kommerziell hergestellt werden.

Ein Simulator für quantenchemische Verbindungen hilft Ihnen, ungewöhnliche Materialien und Substanzen für Pharmazie und Industrie zu entdecken. Jetzt können wir uns nicht einmal vorstellen, welche Eigenschaften diese Materialien haben werden, weil solche Berechnungen auf einem herkömmlichen Computer entweder unmöglich sind oder Jahre, Jahrhunderte und noch länger dauern werden, wenn die Verbindungen komplexer werden.

Die Entwicklung der ersten integrierten SQC-Quantenschaltung erforderte die Implementierung von drei separaten Technologien. Erstens war es notwendig, Elemente von atomarer Größe zu schaffen, die so klein sind, dass sich ihre Energieniveaus ausgleichen und Elektronen sie leicht passieren können. Zweitens war es notwendig, die Möglichkeit zu implementieren, die Energieniveaus jedes Elements separat sowie aller Elemente zusammen einzustellen, um den Durchgang von Quanteninformationen zu steuern.

Schließlich war es wichtig zu lernen, wie man den Abstand zwischen den Elementen mit einer Genauigkeit von weniger als einem Nanometer steuern kann, damit die Elemente nahe genug beieinander bleiben, aber dies den quantenkohärenten Transfer von Elektronen entlang der Kette nicht stört . Alle drei technologischen Aufgaben wurden erfolgreich gelöst, und das, wie die Entwickler betonen, zwei Jahre früher als geplant.

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Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Die Existenz einer Entropieregel für die Quantenverschränkung wurde nachgewiesen 09.05.2024

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Mini-Klimaanlage Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Der Sommer ist eine Zeit der Entspannung und des Reisens, doch oft kann die Hitze diese Zeit zu einer unerträglichen Qual machen. Lernen Sie ein neues Produkt von Sony kennen – die Mini-Klimaanlage Reon Pocket 5, die verspricht, den Sommer für ihre Benutzer angenehmer zu gestalten. Sony hat ein einzigartiges Gerät vorgestellt – den Reon Pocket 5 Mini-Conditioner, der an heißen Tagen für Körperkühlung sorgt. Damit können Benutzer jederzeit und überall Kühle genießen, indem sie es einfach um den Hals tragen. Diese Mini-Klimaanlage ist mit einer automatischen Anpassung der Betriebsmodi sowie Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren ausgestattet. Dank innovativer Technologien passt Reon Pocket 5 seinen Betrieb an die Aktivität des Benutzers und die Umgebungsbedingungen an. Benutzer können die Temperatur einfach über eine spezielle mobile App anpassen, die über Bluetooth verbunden ist. Darüber hinaus sind speziell entwickelte T-Shirts und Shorts erhältlich, an denen ein Mini-Conditioner angebracht werden kann. Das Gerät kann oh ... >>

Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

Mit dem Aufkommen neuer Technologien und der Entwicklung von Raumfahrtprogrammen wird die Erzeugung von Solarenergie im Weltraum immer machbarer. Der Leiter des Startups Virtus Solis teilte seine Vision mit, mit dem Raumschiff von SpaceX Orbitalkraftwerke zu bauen, die die Erde mit Strom versorgen können. Das Startup Virtus Solis hat ein ehrgeiziges Projekt zur Schaffung von Orbitalkraftwerken mit dem Starship von SpaceX vorgestellt. Diese Idee könnte den Bereich der Solarenergieerzeugung erheblich verändern und sie zugänglicher und kostengünstiger machen. Der Kern des Plans des Startups besteht darin, die Kosten für den Start von Satelliten ins All mithilfe von Starship zu senken. Es wird erwartet, dass dieser technologische Durchbruch die Solarenergieproduktion im Weltraum gegenüber herkömmlichen Energiequellen wettbewerbsfähiger machen wird. Virtual Solis plant den Bau großer Photovoltaikmodule im Orbit und nutzt Starship für die Lieferung der notwendigen Ausrüstung. Allerdings eine der größten Herausforderungen ... >>

Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Struktur eines 1-nm-Kohlenstoff-Nanoröhren-Gate-Transistors vorgeschlagen 09.10.2016

Entwickler der University of California in Berkeley haben vorgeschlagen, Kohlenstoffnanoröhren als Gate statt als Transistorkanal zu verwenden.

Auf dem Weg zu Transistoren mit 5-nm-Gate gibt es keine kritischen Hindernisse. Alles andere ist fraglich. In der Phase der Reduzierung der technologischen Standards auf weniger als 5 nm beginnt sich der Effekt des Quantentunnelns zu manifestieren, und dies ist eine unkontrollierbare Zunahme von Lecks (Verlusten). All dies betrifft jedoch traditionelle Modelle der Struktur von Transistoren auf der Basis herkömmlicher Halbleiter. Daher versprechen Transistoren mit einem Gate von weniger als 5 nm eine andere Struktur und die Verwendung neuer Materialien.

Ein solches Material sind Kohlenstoffnanoröhren. IBM hat beispielsweise ein 1,8-nm-Kohleröhren-Transistormodell als leitfähigen Kanal des Transistors entwickelt. Entwickler der University of California in Berkeley gingen einen anderen Weg und schlugen vor, Kohlenstoffnanoröhren als Gate eines Transistors zu verwenden.

Eine Gruppe von Wissenschaftlern hat einen experimentellen Transistor entwickelt, der auf einem leitfähigen Kanal aus Molybdändisulfid (MoS2) basiert. IBM verwendet übrigens auch Molybdän für die Steuerelektroden seines 1,8-nm-Transistors. Das Problem beim IBM-Transistor besteht darin, dass die Enden der Nanoröhren mit den Steuerelektroden verschweißt werden müssen, was in diesem Stadium technologisch schwierig ist. Der "Berkeley"-Transistor ist frei von diesem Nachteil, da in seinem Design Kohlenstoffnanoröhren als unabhängige Stromleiter verwendet werden und als Gates dienen.

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