Ожидается, что квантовые технологии могут кардинально ускорить научно?технический прогресс. Главная сложность заключается в их высокой чувствительности к внешним воздействиям. Недавнее открытие демонстрирует способ повысить стабильность таких систем и увеличить их надежность. Какие выгоды это может принести человечеству — в материале РИА Новости. Хрупкая мощьОсвоение квантовых решений способно заметно улучшить качество жизни. Исследователи предсказывают прорывы в медицине, энергетике, логистике, криптографии, создании новых материалов и других областях. Но между теорией и практикой стоит серьезный барьер: квантовые объекты чрезвычайно уязвимы. Любое едва уловимое взаимодействие с окружающей средой — вибрация, изменение температуры или даже мимолетный фотон — может разрушить суперпозицию и запутанность кубитов. Это явление называют декогеренцией. Из?за нее кубиты быстро теряют своё квантовое состояние, и вычисления оказываются нарушены. Чтобы снизить влияние внешних факторов, системы охлаждают до температур, близких к абсолютному нулю (около ?273 °C), помещают в вакуум и экранируют от электромагнитных полей. Однако и этих мер иногда недостаточно. В результате значительная часть мощности квантовых устройств расходуется не на вычисления, а на коррекцию ошибок и поддержание рабочей среды. © Иллюстрация РИА НовостиБит и кубитОдно из направлений борьбы с проблемой — разработка так называемых топологических кубитов. Суть в том, чтобы кодировать квантовую информацию не в локальном состоянии отдельной частицы, а в геометрических характеристиках всей системы, что делает её менее уязвимой к локальным возмущениям. «Термин «топология» пришёл из математики и служит для различения определённых геометрических форм, — поясняет соавтор нового исследования Сильке Бюлер?Пашен. — К примеру, яблоко и булочка топологически эквивалентны, потому что булочку можно деформировать в форму яблока без радикальных изменений. Но булочка и пончик различаются: у пончика есть отверстие, которое нельзя просто так получить». Подобным образом можно характеризовать и состояния вещества: параметры вроде скоростей, энергий частиц или ориентации их спинов могут подчиняться особым геометрическим законам. Это делает топологические свойства особенно устойчивыми: мелкие дефекты в материале не меняют их — как небольшая деформация не превратит пончик в яблоко. Именно поэтому топологические эффекты рассматривают как перспективный способ хранения квантовой информации. И в этой области исследователи сделали важный шаг вперёд. Хаос и устойчивостьМеждународная команда учёных при участии Венского технического университета провела эксперимент с материалом на основе церия, рутения и олова (CeRu…) и обнаружила фазу вещества, существование которой ранее считалось невозможным.