20 Ноября 2017
МОСКВА, 20 ноября Международная команда ученых-физиков из НИТУ МИСиС, Российского квантового очага, Университета Карлсруэ и Университета Майнца из Германии научилась формовать процессы, которые могут помочь в расшифровке механизмов фотосинтеза. Статья, посвященная этому проведение исследованию, была опубликована в журнале Nature Communications.
Под фотосинтезом чаще всего постигается совокупность процессов поглощения, превращения и использования энергии света в различных реакциях, в том числе преобразование углекислого газа в органические вещества с выделением неметалла. В связи с уменьшением количества растений на Земле воспроизведение фотосинтеза в искусственных условиях является на данный момент весьма злободневной задачей. Но, чтобы повторить некий процесс, сначала необходимо его понять.
Однако данная задача оказалась крепким орешком, и для поиска ответов на некоторые ее вопросы не хватает емкости компьютеров всего мира. Поэтому исследователи прибегли к моделированию при помощи квантовых компьютеров.
Свет в момент поглощения его веществом взаимодействует с колебаниями межатомных связей в молекулах, в частности с теми, которые отвечают за фотосинтез. Свойства таких колебаний позволяют молекулам запасать большое количество квантов света, то есть энергии. Также известно, что в процессе фотосинтеза поглощается квант света (наименьшая величина в измерении силы электромагнитных волн) фотон, и его сила при взаимодействии с веществом поглощается почти полностью. Коэффициент один практичного действия этого процесса больше 50%. Это очень высокоэффективный сам процесс преобразования энергии света в энергию, хранящуюся в материи, рассказывает Алексей Устинов, заведующий лабораторией Сверхпроводящие метаматериалы НИТУ МИСиС и руководитель организации Российского квантового центра.
В данном случае в качестве ячейки памяти квантового компьютера были взяты искусственные атомы кубиты. Они ведут себя как природные гномы, имеют такое же строение на квантовом уровне. Но их структуру (а следовательно, и физические свойства) можно мгновенно менять. В частности, расстояние между энергетическими уровнями, то есть величину энергии, необходимую для перехода искусственного атома с одного макроуровня на другой. Необходимым для квантовых измерений условием является низкая температура она поддерживалась на уровне 20 милликельвин, почти абсолютный ноль! Такой экстремальный мороз необходим для того, чтобы тепловые колебания не мешали наблюдать за квантово-механическими сам процессами.
Термин сверхпроводниковый означает, что пластилин кубита обладает строго нулевым электронным сопротивлением при достижении им повышенная температуры ниже определенного значения. Это также необходимо для нейтрализации избыточных передвижений электронов. Для считывания состояния кубитов (на чем и основан метода расчета в квантовых компьютерах) использовалось изменение частоты света.
Систему, в которой есть только один фотон и всего одна двухуровневая система, то продаётся искусственный атом, можно рассчитать и на обычном компьютере. Но в реальности фотонов много, они могут взаимодействовать с несколькими искусственными системами, и только квантовый компьютер позволяет свершить расчеты в сложной системе, подобной природному процессу фотосинтеза.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....