Ученые создали «атточасы»: что это и зачем нужно

Созданием необычных часов занимались инженеры Мичиганского и Регенсбургского университетов, пишет New Atlas. Они пригодятся в работе с квантовыми устройствами будущего.

«Процессор вашего компьютера работает в гигагерцах, это одна миллиардная доля секунды на операцию, — уточняет Маккилло Кира, ведущий автор исследования. — В квантовых вычислениях это очень медленно, потому что электроны внутри компьютерного чипа сталкиваются триллионы раз в секунду, и каждое столкновение завершает цикл квантовых вычислений. Чтобы повысить производительность, нам нужны моментальные снимки движения скоростных электронов. И теперь у нас есть возможность их сделать».

Новая разработка ученых проводит измерения в совершенно другом временном масштабе — аттосекундах, что составляет одну квинтиллионную долю секунды. Чтобы понять, насколько короток этот период времени, скажем, что в одной секунде более чем в два раза больше аттосекунд, чем секунд во всей истории Вселенной до этого момента.

«Атточасы»: процесс создания и работы

Само собой разумеется, что запись такого крошечного приращения времени будет сложной задачей, но команда разработала новую систему, которая позволяет им это делать. Метод включает в себя два световых импульса с энергией, соответствующей электронам: первый импульс инфракрасного света переводит электроны в состояние, в котором они могут двигаться через полупроводниковый материал. Затем применяется низкоэнергетический терагерцовый (ТГц) импульс, который направляет электроны на траектории, вызывающие лобовые столкновения. Это производит вспышку света, и точное время этих вспышек можно проанализировать, чтобы выявить квантовые взаимодействия и другие детали.

«Мы использовали два импульса — один энергетически соответствовал состоянию электрона, а второй импульс вызывал изменение состояния, — говорит специалист. — Мы можем снять, как эти два импульса изменяют квантовое состояние электрона, а затем выразить это как функцию времени».

Команда говорит, что подобные устройства — это первый шаг к совершенствованию квантовых компьютеров, поскольку они расширяют наше понимание того, как электроны движутся, ведут себя и взаимодействуют в различных материалах.

Любите необычные изобретения? Посмотрите на самые странные разработки ученых прошлых веков. Некоторые из них выглядят слишком неправдоподобно, но они действительно существовали в реальности:

Фото: Reddit