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新しいタイプのナノ冷蔵庫

30.05.2017

古典的なコンピューターには、熱を放散するためのファンまたはより強力なシステムが必要ですが、量子コンピューターにはさらに高品質の冷却が必要です。従来のコンピューターが操作する情報のビットとは異なり、量子ビットは、値が同時に 0 と 1 の両方である場合、もう XNUMX つの状態、いわゆる重ね合わせ状態になることができます。このような量子状態に長時間とどまるためには、外部からのわずかな干渉が量子状態の変化につながり、量子計算でエラーを引き起こすため、キュービットを可能な限り環境から隔離する必要があります。また、環境から最大限に隔離されたキュービットは、動作中に熱くなり、常に冷却する必要があります。

量子コンピューティングシステムにおけるキュービットの冷却の問題を解決するために、ミッコモットネンとフィンランドのアールト大学の同僚は、この種のものとしては初めてのスタンドアロン型冷却装置を開発しました。このデバイスは用途が広く、量子コンピューターだけでなく、量子力学の奇妙な法則と原理を使用する他のデバイスでも使用できます。

冷却装置の基礎は、XNUMX つのチャネルを分離するエネルギー障壁であり、そのうちの XNUMX つは超伝導状態にあり、抵抗なしで電子を伝導し、XNUMX 番目のチャネルは通常であり、電気抵抗を持ち、移動中に電子の速度を低下させます。十分に高いエネルギーを持つ電子のみがバリアを飛び越えて超伝導ハイウェイに入ることができ、デバイスの外にそれらを導きます。残りの電子は「傍観者を押す」ために残されます。

しかし、すべての低エネルギー電子が、通常の導電率を持つ回路で「永遠の植生」になる運命にあるわけではありません。それらのいくつかは、近くの共振器内を循環する光のフォトンを捕捉する可能性がかなり高い. この場合、電子はジャンプを完了するのに必要なエネルギーを獲得し、エネルギーを失った共振器はより低い温度に冷却されます。

このような冷蔵庫の動作原理は、マクスウェルの悪魔と呼ばれる仮説的な現象に非常に似ています。マクスウェルの悪魔とは異なり、ナノ冷蔵庫の「悪魔」はより多くの「ホット」電子を超伝導チャネルに押し込み、冷たい低エネルギー電子は冷蔵庫の作業領域に残り、環境からエネルギーを効果的に吸収します。

科学者が取ろうとしている次のステップは、ナノ冷蔵庫と実際の量子ビットを組み合わせることです。その後、研究者は、この冷蔵庫の効率がキュービットを十分に冷却し、特定の量子状態を長時間維持するのに十分かどうかを調べます。

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科学技術の最新ニュース、新しい電子機器：

庭の花の間引き機 02.05.2024

現代の農業では、植物の世話プロセスの効率を高めることを目的とした技術進歩が進んでいます。収穫段階を最適化するように設計された革新的な Florix 摘花機がイタリアで発表されました。このツールには可動アームが装備されているため、庭のニーズに簡単に適応できます。オペレーターは、ジョイスティックを使用してトラクターの運転台から細いワイヤーを制御することで、細いワイヤーの速度を調整できます。このアプローチにより、花の間引きプロセスの効率が大幅に向上し、庭の特定の条件や、そこで栽培される果物の種類や種類に合わせて個別に調整できる可能性が得られます。 2 年間にわたりさまざまな種類の果物で Florix マシンをテストした結果、非常に有望な結果が得られました。フロリックス機械を数年間使用しているフィリベルト・モンタナリ氏のような農家は、花を摘むのに必要な時間と労力が大幅に削減されたと報告しています。 ... >>

最先端の赤外線顕微鏡 02.05.2024

顕微鏡は科学研究において重要な役割を果たしており、科学者は目に見えない構造やプロセスを詳しく調べることができます。ただし、さまざまな顕微鏡法には限界があり、その中には赤外領域を使用する場合の解像度の限界がありました。しかし、東京大学の日本人研究者らの最新の成果は、ミクロ世界の研究に新たな展望をもたらした。東京大学の科学者らは、赤外顕微鏡の機能に革命をもたらす新しい顕微鏡を発表した。この高度な機器を使用すると、生きた細菌の内部構造をナノメートルスケールで驚くほど鮮明に見ることができます。通常、中赤外顕微鏡は解像度が低いという制限がありますが、日本の研究者による最新の開発はこれらの制限を克服します。科学者によると、開発された顕微鏡では、従来の顕微鏡の解像度の 120 倍である最大 30 ナノメートルの解像度の画像を作成できます。 ... >>

昆虫用エアトラップ 01.05.2024

農業は経済の重要な分野の 1 つであり、害虫駆除はこのプロセスに不可欠な部分です。インド農業研究評議会 - 中央ジャガイモ研究所 (ICAR-CPRI) シムラーの科学者チームは、この問題に対する革新的な解決策、つまり風力発電の昆虫エアトラップを考案しました。このデバイスは、リアルタイムの昆虫個体数データを提供することで、従来の害虫駆除方法の欠点に対処します。このトラップは風力エネルギーのみで駆動されるため、電力を必要としない環境に優しいソリューションです。そのユニークな設計により、有害な昆虫と有益な昆虫の両方を監視することができ、あらゆる農業地域の個体群の完全な概要を提供します。「対象となる害虫を適切なタイミングで評価することで、害虫と病気の両方を制御するために必要な措置を講じることができます」とカピル氏は言います。 ... >>

地球磁場に対するスペースデブリの脅威 01.05.2024

地球を取り囲むスペースデブリの量が増加しているという話を聞くことがますます増えています。しかし、この問題の原因となるのは、現役の衛星や宇宙船だけではなく、古いミッションからの破片も含まれます。 SpaceX のような企業によって打ち上げられる衛星の数が増えると、インターネットの発展の機会が生まれるだけでなく、宇宙の安全保障に対する深刻な脅威も生まれます。専門家たちは現在、地球の磁場に対する潜在的な影響に注目している。ハーバード・スミソニアン天体物理学センターのジョナサン・マクダウェル博士は、企業は急速に衛星群を配備しており、今後100年間で衛星の数は000万基に増加する可能性があると強調する。これらの宇宙艦隊の衛星の急速な発展は、地球のプラズマ環境を危険な破片で汚染し、磁気圏の安定性を脅かす可能性があります。使用済みロケットからの金属破片は、電離層や磁気圏を破壊する可能性があります。これらのシステムは両方とも、大気の保護と維持において重要な役割を果たします。 ... >>

バルク物質の固化 30.04.2024

科学の世界には数多くの謎が存在しますが、その一つにバルク物質の奇妙な挙動があります。それらは固体のように振る舞うかもしれませんが、突然流れる液体に変わります。この現象は多くの研究者の注目を集めており、いよいよこの謎の解明に近づいているのかもしれません。砂時計の中の砂を想像してください。通常は自由に流れますが、場合によっては粒子が詰まり始め、液体から固体に変わります。この移行は、医薬品生産から建設に至るまで、多くの分野に重要な影響を及ぼします。米国の研究者は、この現象を説明し、理解に近づけようと試みました。この研究では、科学者たちはポリスチレンビーズの袋からのデータを使用して実験室でシミュレーションを実施しました。彼らは、これらのセット内の振動が特定の周波数を持っていること、つまり特定の種類の振動のみが材料を通過できることを発見しました。受け取った ... >>

アーカイブからのランダムなニュース

BMW 電気自動車のワイヤレス充電 10.07.2014

ドイツの企業 BMW Group は、電気自動車およびハイブリッド車用のワイヤレス充電器の開発を発表しました。車のバッテリーを充電する速度の点では、新しい技術はケーブルの対応物に劣ることはありませんが、使いやすさの点ではそれらを上回ります。

BMW のラインナップには、電動パワートレインを搭載した 8 つの車両が含まれます。BMW i3 ハイブリッドスポーツカーと純粋な電気式の BMW iXNUMX です。これらは、独自の BMW i Wallbox システムを使用して充電されます。このシステムは、メーカーが購入者のガレージに設置し、その後のアフターサービスを提供します。機器は通常の家庭用ネットワークに接続されており、電力を節約するために追加のソーラーパネルが装備されています。

BMW はさらに先に進み、自動車のバッテリーに非接触方式で電力を供給しようとしています。同社が開発したシステムでは、ガレージの床など、車が走行できる表面に誘導機器を設置します。 3,6 kW の電力を持つ誘導充電ステーションは、電気自動車の下部に取り付けられた二次コイルを励起します。エネルギーは直流に変換され、バッテリーを充電します。

BMW は、プロトタイプシステムの効率は 90% で、8 時間以内に BMW i7 バッテリーをワイヤレスでフル充電できると主張しています。開発者は、充電ステーションの電力を XNUMX kW に増やすことを計画しています。これにより、プラグインハイブリッド車や電気自動車の充電プロセスが大幅に高速化されます。

システムのすべての導電性コンポーネントが隠されているため、屋外に設置できます。電磁場の生成は、充電プラットフォームの上に車が現れたときにのみ発生するため、人間にとって危険ではありません。一次コイルと二次コイルの間に異物が入ると、システムは自動的にシャットダウンします。

Wi-Fi接続を介してスマートフォンを使用して充電ステーションを制御することが可能になります。車の所有者は、モバイルデバイスの画面で、充電ステータスと残り時間だけでなく、上に駐車するための最適な位置も確認できます。充電プレート。

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