Новый тип кубита для квантовых компьютеров

Международная группа ученых создала революционную технологию кубитов, основанную не на джжозефсоновском переходе (разрыв в сверхпроводнике), а на сплошной сверхпроводящей нанопроволоке. Новый тип кубита основан на эффекте квантового проскальзывания фазы.

Алексей Устинов, соавтор новой работы, заведующий лабораторией “Сверхпроводящие метаматериалы” НИТУ “МИСиС” прокомментировал: «Если нанопроволоку разбить на два участка и сделать в центре утолщение, то, меняя затвором заряд на этом утолщении, можно фактически делать периодическую модуляцию процесса квантового туннелирования магнитных квантов через проволоку, что в этой работе и наблюдается.”

Таким образом был получен управляемый и когерентный эффект, который можно применять в создании кубитов нового поколения. По функциональности они не будут уступать остальным, зато проще в изготовлении.

Память бактерий

Во время исследований бактерий синегнойной палочки, источника опасных инфекций с высокой устойчивостью к антибиотикам, ученые обнаружили, что колонии бактерий не просто способны координировать поведение друг друга и передавать информацию, но и “запоминают” процесс защиты на следующий раз.

Для защиты эти бактерии формируют биопленку. И сперва 95% клеток удерживаются на ее поверхности не дольше 30 секунд, что замедляет сигналы, но если бактерии с этой пленки пересадить на новую поверхность, они закрепляются и формируют пленку в несколько раз быстрее.

Оказывается, все дело в количестве сигнальных молекул и активности подвижных белковых структур на их поверхности. У новых молекул они проявлялись как новая форма “памяти”. Это снижает из подвижность и закрепляет в биопленке.

Метаповерхность повернула звуковую волну без потерь энергии

Новая акустическая метаповерхность преломила звуковые волны почти без энергетических потерь. Добиться этого удалось благодаря разработке специальной геометрии резонаторных ячеек с двухосной анизотропией, которая позволяет снизить долю рассеянных звуковых волн до 10 процентов. Метаповерхности — это массивы ячеек размером меньше длины волны с правильной геометрией полостей внутри каждой ячейки.

Геометрия одного блока акустической метаповерхности

Ученые отмечают, что предложенные ими структуры акустических метаповерхностей можно использовать практически во всем диапазоне звуковых волн. В будущем авторы работы планируют приспособить их в том числе и для использования в подводных условиях, например, в качестве элементов гидролокационных устройств.

Напечатанный на 3D-принтере блок акустической бианизотропной поверхности / Junfei Li

А также:

Космос

• Астрономы запустили самые масштабные компьютерные симуляции обычной и темной материи из полученных данных можно сделать вывод, что нейтрино составляют 3–5%темной материи, а не 0.5% как считалось ранее, а их масса должна быть 0.3–0.5 электронвольта.
• Используя реликтовый микроволновой фон ученые получили новую карту сети галактических нитей, охватывающую все Вселенную.

Галактические филаменты вносят искажения в наблюдения микроволнового реликтового излучения Вселенной / ©Siyu He, Shadab Alam, Wei Chen, and Planck/ESA

• Российский зонд Trace Gas Orbiter вышел на научную орбиту Марса и в ближайшие недели начнет исследовать атмосферу в рамках программы “ЭкзоМарс” — искать следы метана, пропана, этана и других газов, свидетельствующих о существовании жизни в прошлом (а может и настоящем).
• NASA приступило к сборке ровера “Марс-2020”. Начали с посадочного модуля (на фото). Запуст запланирован на июль 2020 года. Его задача — исследовать геологию, найти следы жизни и оценить риски для будущих исследователей.

Медицина

• Ученые создали биосенсорные наночипы высокой чувствительности из оксида графена и меди (вместо привычного золота). Такой чип дешевле и проще в создании, и в нем нет значительных изменений в конфигурации. Технологию можно будет использовать для создания биосенсорных устройств для гаджетов, носимой электроники, “умной” одежды…
• Группа ученых, воздействуя на мозг, заставила парализованного больного, потерявшего чувствительность кожи, почувствовать конечности. Эта имитация помогла ученым определить участки коры и соответствующие ощущения, что в последствии поможет в разработке нейроинтерфейсов и бионических протезов.

Зоны чувствительности в соответствии с электродами / © Р. A. Андерсен и др., eLife

• Команде экспертов удалось идентифицировать белок гена apoE4, повышающего риск развития болезни Альцгеймера, и предотвратить вызываемое им повреждение нейронов человека. Пока что только в лабораторных условиях.
• Создан новый класс антибиотиков, — одилорабдины, — источником которых стали бактерии, обитающие в червях-нематодах. Одилорабдины воздействуют на рибосомы в клетках бактерий, в частности на их способность “читать”, вызывая гибель. По словам создателей, новый препарат будет эффективен против устойчивых к антибиотикам бактерий.

Желтым выделен участок, на который воздействуют новые препараты / © UIC/Yury Polikanov, et al

Археология, палеонтология, антропология

• На побережье Великобритании обнаружили фрагмент челести ихтиозавра. Сравнив ее размеры с костями ихтиозавров известной длины, ученые пришли к выводу, что этот монстр превышал в длину 25 метров, что делает его крупнейшим известным представителем его группы и одним из самых ужасающих великанов, живших на Земле.

• Археологи пришли к выводу, что два самых древних камня в Стоунхендже, указывающие на Солнце во время зимнего и летнего солнцестояния, были “установлены” там еще природой. Люди лишь подняли их в вертикальное положение. Эта теория разрешает загадку, почему весь комплекс был возведен на этом месте.

• В Саудовской Аравии нашли фалангу среднего пальца, принадлежавшую представителю Homo Sapiens. Изотопный анализ показал, что ее возраст — 88 тысяч лет, что на 20 000 лет раньше, чем считалось.

(Nature Ecology & Evolution)

Биология

• В Антарктиде собрали первый урожай овощей, — салат-латук, редис и огурцы, —  выращенных без почвы и солнечного света. Местный “садовник” тратит на теплицу около 3–4 часов в день. К маю надеется получать по 5 кг овощей в неделю. Результаты эксперимента и полученный опыт понадобятся в будущем космонавтам.

Напечатанные 3D-жуки, а также ящерицы и паучки

Японские дизайнеры из Лаборатории прототипов и дизайна Токийского университета, напечатали на 3D-принтере существ, движение которых повторяет движения живых жуков, пауков и ящериц. У последней, кстати, гибкий позвоночник, поэтому ящерица продолжает шевелиться, даже если ее поднять за центр тельца, голову или хвост. 

via