СМИ о нас
| 11.11.25 | 11.11.2025 Наука Mail. Российские ученые предложили новый тип атомов для квантовых компьютеров |
Исследователи продемонстрировали квантовую систему на атомах тулия, где кубиты сохраняют состояние почти минуту. Это рекордная стабильность, позволяющая повысить точность и надежность квантовых операций.
Упрощенная схема эксперимента и структура кубитных состояний атомов тулия
Источник: Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН
Ученые из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН и Российского квантового центра впервые подробно показали, что нейтральные атомы тулия могут стать надежной платформой для квантовых вычислений.
Каждый атом работает как кубит — минимальный носитель квантовой информации. Управлять его состоянием можно двумя способами — микроволновым излучением и лазером. Это сочетание делает тулий уникальным. Он объединяет преимущества двух групп элементов — как щелочные металлы (рубидий, цезий) обеспечивает точность операций внутри сверхтонкой структуры, а как щелочноземельные (стронций, иттербий) позволяет управлять энергетическими состояниями атомов с помощью оптического излучения.
Главная особенность тулия — долговечность кубитов. Их стабильное квантовое состояние удерживается до 55 секунд — рекордный показатель для атомных систем, где большинство кубитов теряет когерентность за доли секунды. Долговечность объясняется особенностями атомной структуры. Кубиты кодируются в двух сверхтонких подуровнях основного состояния, различающихся ориентацией магнитных моментов ядра и электронов. Энергетическая разница между ними соответствует микроволновой частоте 1497 МГц. Воздействие на эту частоту позволяет «переключать» кубит и управлять его квантовым состоянием, при этом уровни почти не реагируют на внешние магнитные колебания, что делает хранение информации стабильным.
«Главным достижением работы стало удержание стабильного квантового состояния до 55 секунд. Это одно из лучших значений, когда-либо продемонстрированных в мире. Также мы предложили метод “переключения” кубитов между основным состоянием и метастабильным (с временем жизни 112 миллисекунд). Это позволяет защитить квантовую информацию от помех и реализовать ряд протоколов для дополнительного повышения точности квантовых вычислений».
Николай Колачевский
директор ФИАН, академик, соавтор исследования
Все эксперименты проводились на установке, изначально созданной для сверхточных оптических часов на основе атомов тулия. Это демонстрирует универсальность платформы — от точного измерения времени до квантовых вычислений. Тулий сочетает стабильность, точность и управляемость, что делает его перспективным для нового поколения компактных и надежных квантовых устройств.
| 11.11.25 | 11.11.2025 Российская академия наук. Предложен новый тип атомов для создания квантовых компьютеров с долговременной памятью |
Сотрудники Физического института им. П.Н. Лебедева РАН и Российского квантового центра впервые подробно изучили нейтральные атомы тулия как перспективную платформу для квантовых вычислений.
Специалисты исследовали свойства этого элемента в качестве кубитов — битов квантовой информации — и продемонстрировали возможности эффективного управления их квантовым состоянием — как с помощью микроволнового излучения, так и посредством лазеров. Научная статья опубликована в топовом журнале PRX Quantum.
Упрощённая схема эксперимента и структура кубитных состояний атомов тулия
«Атомы тулия привлекательны тем, что позволяют на одной платформе реализовать протоколы, которые характерны как для щелочных (например, рубидий и цезий), так и для щелочноземельных (стронций, иттербий и другие) элементов. Подобно первым, кубиты на основе тулия демонстрируют надёжность и точность квантовых операций внутри сверхтонкой структуры. Подобно вторым — открывают возможности для управления энергетическими состояниями атомов с помощью оптического излучения. Это, в свою очередь, позволяет реализовать широкий спектр квантовых алгоритмов», — рассказал один из разработчиков, научный сотрудник лаборатории «Оптика сложных квантовых систем» ФИАН Денис Мишин.
Также, добавил он, специалистов привлекает большое время когерентности, то есть возможности долго сохранять своё квантовое состояние. Это может существенно повысить качество квантовых операций, а также позволяет реализовать протоколы промежуточного хранения квантовой информации — как в оперативной памяти обычных компьютеров.
Как пояснили разработчики, тулий — это редкоземельный элемент с богатой энергетической структурой. Преимущества этих атомов, как основы для квантовых вычислений, связаны с возможностью кодировать кубиты в сверхтонких подуровнях основного состояния атома. Это две близких компоненты его энергетической структуры, которые отличаются тем, как ориентированы магнитные моменты ядра и электронов: либо «в одну сторону», либо «в разные». Причем разница в энергии между ними соответствует очень узкому диапазону — микроволновой частоте в 1497 МГц. Воздействуя на этой частоте, можно «переключать» кубит, то есть управлять его квантовым состоянием.
При этом подуровни почти не реагируют на колебания внешнего магнитного поля. В результате информация, записанная в таком кубите, может храниться десятки секунд, что для квантового мира считается почти вечностью.
«Главным достижением работы стало удержание стабильного квантового состояния до 55 секунд. Это одно из лучших значений, когда-либо продемонстрированных в мире. Также, мы предложили метод „переключения“ кубитов между основным состоянием и метастабильным (с временем жизни 112 миллисекунд). Это позволяет защитить квантовую информацию от помех и реализовать ряд протоколов для дополнительного повышения точности квантовых вычислений», — поделился соавтор исследования, директор ФИАН академик Николай Колачевский.
По словам учёного, примечательно также, что все эксперименты проводили на установке, которую изначально создали для разработки компактных сверхточных оптических часов на основе атомов тулия. Это говорит о том, что атомы тулия — это многофункциональная платформа, перспективная для самых разных направлений в квантовых технологиях.
Источник: ФИАН.
| 11.11.25 | 11.11.2025 Тольятти 24. ФИАН: нейтральный тулий — платформа для долговременной квант‑памяти |
freepik.com
ФИАН сообщил о рекордном удержании квантового состояния нейтральных атомов тулия — до 55 секунд. Впервые детально исследованы свойства тулия как кубита и показано управление состояниями микроволнами и лазерами. Разность сверхтонких подуровней основной конфигурации соответствует узкой частоте 1 497 МГц, что обеспечивает точное «переключение» при низкой чувствительности к магнитным флуктуациям.
Учёные предложили метод переводов между основным и метастабильным состояниями (112 мс), позволяющий защищать информацию и повышать точность протоколов. По словам Дениса Мишина (ФИАН), длительная когерентность повышает качество операций и открывает возможность промежуточного хранения квантовых данных.
Тулий совмещает преимущества щелочных (рубидий, цезий) и щелочноземельных (стронций, иттербий) платформ: высокую точность внутрисверхтонких операций и оптическое управление уровнями. Эксперименты выполнены на базе установки, созданной для оптических часов на тулии, что подчеркивает потенциал элемента в широком спектре квантовых технологий, сообщает ТАСС.
https://togliatti24.ru/dzen/view/fian-nejtralnyj-tulij-platforma-dla-dolgovremennoj-kvant-pamati
| 11.11.25 | 11.11.2025 Самара 24. Тулий как кубит: в ФИАН удержали квантовое состояние 55 секунд |
freepik.com
Российские физики из ФИАН и Российского квантового центра предложили нейтральные атомы тулия как платформу для кубитов с долгой памятью. По данным института, им удалось удержать стабильное квантовое состояние 55 секунд, что входит в число лучших мировых результатов.
Исследователи подробно изучили свойства тулия в роли кубита и показали управляемость состояния как микроволновым излучением, так и лазерами. Предложен метод переключения между основным и метастабильным состояниями (время жизни 112 мс), что позволяет защищать информацию от помех и повышать точность вычислений.
Преимущество тулия связано с кодированием в сверхтонких подуровнях основного состояния. Разность их энергий соответствует микроволновой частоте 1 497 МГц, что обеспечивает точное «переключение» при слабой чувствительности к магнитным шумам. В результате когерентность сохраняется десятки секунд.
По словам Дениса Мишина (лаборатория «Оптика сложных квантовых систем» ФИАН), большое время когерентности улучшает качество операций и позволяет реализовывать протоколы промежуточного хранения квантовой информации. Тулий объединяет достоинства щелочных и щелочноземельных платформ: надёжные операции внутри сверхтонкой структуры и оптическое управление энергетическими состояниями.
Эксперименты проведены на установке для разработки компактных оптических часов на тулии, что подтверждает многофункциональность платформы для квантовых технологий, сообщает ТАСС.
https://samaraonline24.ru/dzen/view/tulij-kak-kubit-v-fian-uderzali-kvantovoe-sostoanie-55-sekund
| 11.11.25 | 11.11.2025 Научная Россия. Новый тип атомов для создания квантовых компьютеров с долговременной памятью предложили в ФИАН |
Ученые из Физического института им. П.Н. Лебедева РАН и Российского квантового центра впервые подробно изучили нейтральные атомы тулия как перспективную платформу для квантовых вычислений.
Упрощенная схема эксперимента и структура кубитных состояний атомов тулия. Источник: ФИАН
Специалисты исследовали свойства этого элемента в качестве кубитов – битов квантовой информации – и продемонстрировали возможности эффективного управления их квантовым состоянием – как с помощью микроволнового излучения, так и посредством лазеров. Научная статья опубликована в топовом журнале PRX Quantum.
«Атомы тулия привлекательны тем, что позволяют на одной платформе реализовать протоколы, которые характерны как для щелочных (например, рубидий и цезий), так и для щелочноземельных (стронций, иттербий и др.) элементов. Подобно первым, кубиты на основе тулия демонстрируют надежность и точность квантовых операций внутри сверхтонкой структуры. Подобно вторым – открывают возможности для управления энергетическими состояниями атомов с помощью оптического излучения. Это, в свою очередь, позволяет реализовать широкий спектр квантовых алгоритмов», – рассказал один из разработчиков, научный сотрудник лаборатории «Оптика сложных квантовых систем» ФИАН Денис Мишин.
Также, добавил он, специалистов привлекает большое время когерентности, то есть возможности долго сохранять свое квантовое состояние. Это может существенно повысить качество квантовых операций, а также позволяет реализовать протоколы промежуточного хранения квантовой информации – как в оперативной памяти обычных компьютеров.
Как пояснили разработчики, тулий – это редкоземельный элемент с богатой энергетической структурой. Преимущества этих атомов, как основы для квантовых вычислений, связаны с возможностью кодировать кубиты в сверхтонких подуровнях основного состояния атома. Это две близких компоненты его энергетической структуры, которые отличаются тем, как ориентированы магнитные моменты ядра и электронов: либо «в одну сторону», либо «в разные». Причем разница в энергии между ними соответствует очень узкому диапазону – микроволновой частоте в 1497 МГц. Воздействуя на этой частоте, можно «переключать» кубит, то есть управлять его квантовым состоянием.
При этом подуровни почти не реагируют на колебания внешнего магнитного поля. В результате информация, записанная в таком кубите, может храниться десятки секунд, что для квантового мира считается почти вечностью.
«Главным достижением работы стало удержание стабильного квантового состояния до 55 секунд. Это одно из лучших значений, когда-либо продемонстрированных в мире. Также мы предложили метод “переключения” кубитов между основным состоянием и метастабильным (с временем жизни 112 миллисекунд). Это позволяет защитить квантовую информацию от помех и реализовать ряд протоколов для дополнительного повышения точности квантовых вычислений», – поделился соавтор исследования, директор ФИАН академик Николай Колачевский.
По словам ученого, примечательно также, что все эксперименты проводили на установке, которую изначально создали для разработки компактных сверхточных оптических часов на основе атомов тулия. Это говорит о том, что атомы тулия – это многофункциональная платформа, перспективная для самых разных направлений в квантовых технологиях.
Информация и фото предоставлены Отделом по связям с общественностью ФИАН
| 11.11.25 | 11.11.2025 Телеграм-канал Росатом Квантовые технологии. Предложен новый тип атомов для создания квантовых компьютеров с долговременной памятью |
ФИАН — участник российского Квантового проекта — сообщает о новых исследовательских результатах в области квантовых вычислений.
Предложен новый тип атомов для создания квантовых компьютеров с долговременной памятью.
Ученые из Физического института им. П.Н. Лебедева РАН впервые подробно изучили нейтральные атомы тулия как перспективную платформу для квантовых вычислений.
Специалисты исследовали свойства этого элемента в качестве кубитов – битов квантовой информации – и продемонстрировали возможности эффективного управления их квантовым состоянием – как с помощью микроволнового излучения, так и посредством лазеров. Научная статья опубликована в топовом журнале PRX Quantum.
«Главным достижением работы стало удержание стабильного квантового состояния до 55 секунд. Это одно из лучших значений, когда-либо продемонстрированных в мире. Также, мы предложили метод «переключения» кубитов между основным состоянием и метастабильным (с временем жизни 112 миллисекунд). Это позволяет защитить квантовую информацию от помех и реализовать ряд протоколов для дополнительного повышения точности квантовых вычислений», – поделился соавтор исследования, директор ФИАН академик Николай Колачевский.
По словам ученого, примечательно также, что все эксперименты проводили на установке, которую изначально создали для разработки компактных сверхточных оптических часов на основе атомов тулия. Это говорит о том, что атомы тулия – это многофункциональная платформа, перспективная для самых разных направлений в квантовых технологиях.
Источник: ФИАН.
| 11.11.25 | 11.11.2025 ВКонтакте Росатом Квантовые технологии. Предложен новый тип атомов для создания квантовых компьютеров с долговременной памятью |
ФИАН — участник российского Квантового проекта — сообщает о новых исследовательских результатах в области квантовых вычислений.
Предложен новый тип атомов для создания квантовых компьютеров с долговременной памятью.
Ученые из Физического института им. П.Н. Лебедева РАН впервые подробно изучили нейтральные атомы тулия как перспективную платформу для квантовых вычислений.
Специалисты исследовали свойства этого элемента в качестве кубитов – битов квантовой информации – и продемонстрировали возможности эффективного управления их квантовым состоянием – как с помощью микроволнового излучения, так и посредством лазеров. Научная статья опубликована в топовом журнале PRX Quantum - journals.aps.org/prxquantum...|https://journals.aps.org/prxquantum/abstract/10.1103/f8xg-w57m.
«Главным достижением работы стало удержание стабильного квантового состояния до 55 секунд. Это одно из лучших значений, когда-либо продемонстрированных в мире. Также, мы предложили метод «переключения» кубитов между основным состоянием и метастабильным (с временем жизни 112 миллисекунд). Это позволяет защитить квантовую информацию от помех и реализовать ряд протоколов для дополнительного повышения точности квантовых вычислений», – поделился соавтор исследования, директор ФИАН академик Николай Колачевский.
По словам ученого, примечательно также, что все эксперименты проводили на установке, которую изначально создали для разработки компактных сверхточных оптических часов на основе атомов тулия. Это говорит о том, что атомы тулия – это многофункциональная платформа, перспективная для самых разных направлений в квантовых технологиях.
Источник: ФИАН.
| 11.11.25 | 11.11.2025 Телеграм-канал Атомная Энергия 2.0. Российские ФИАН и РКЦ выявили новый тип атомов для создания квантовых компьютеров с долговременной памятью |
Российские ФИАН и РКЦ выявили новый тип атомов для создания квантовых компьютеров с долговременной памятью
«Главным достижением работы стало удержание стабильного квантового состояния до 55 секунд. Это одно из лучших значений, когда-либо продемонстрированных в мире. Также, мы предложили метод «переключения» кубитов между основным состоянием и метастабильным (с временем жизни 112 миллисекунд). Это позволяет защитить квантовую информацию от помех и реализовать ряд протоколов для дополнительного повышения точности квантовых вычислений», – поделился соавтор исследования, директор ФИАН академик Николай Колачевский.
| 11.11.25 | 11.11.2025 Атомная Энергия 2.0. Российские ФИАН и РКЦ выявили новый тип атомов для создания квантовых компьютеров с долговременной памятью |
Ученые из Физического института им. П.Н. Лебедева РАН и Российского квантового центра впервые подробно изучили нейтральные атомы тулия как перспективную платформу для квантовых вычислений.
Специалисты исследовали свойства этого элемента в качестве кубитов – битов квантовой информации – и продемонстрировали возможности эффективного управления их квантовым состоянием – как с помощью микроволнового излучения, так и посредством лазеров. Научная статья опубликованаexternal link, opens in a new tab в топовом журнале PRX Quantum.
«Атомы тулия привлекательны тем, что позволяют на одной платформе реализовать протоколы, которые характерны как для щелочных (например, рубидий и цезий), так и для щелочноземельных (стронций, иттербий и др.) элементов. Подобно первым, кубиты на основе тулия демонстрируют надежность и точность квантовых операций внутри сверхтонкой структуры. Подобно вторым – открывают возможности для управления энергетическими состояниями атомов с помощью оптического излучения. Это, в свою очередь, позволяет реализовать широкий спектр квантовых алгоритмов», – рассказал один из разработчиков, научный сотрудник лаборатории «Оптика сложных квантовых систем» ФИАН Денис Мишин.
Также, добавил он, специалистов привлекает большое время когерентности, то есть возможности долго сохранять свое квантовое состояние. Это может существенно повысить качество квантовых операций, а также позволяет реализовать протоколы промежуточного хранения квантовой информации – как в оперативной памяти обычных компьютеров.
Как пояснили разработчики, тулий – это редкоземельный элемент с богатой энергетической структурой. Преимущества этих атомов, как основы для квантовых вычислений, связаны с возможностью кодировать кубиты в сверхтонких подуровнях основного состояния атома. Это две близких компоненты его энергетической структуры, которые отличаются тем, как ориентированы магнитные моменты ядра и электронов: либо «в одну сторону», либо «в разные». Причем разница в энергии между ними соответствует очень узкому диапазону – микроволновой частоте в 1497 МГц. Воздействуя на этой частоте, можно «переключать» кубит, то есть управлять его квантовым состоянием.
При этом подуровни почти не реагируют на колебания внешнего магнитного поля. В результате информация, записанная в таком кубите, может храниться десятки секунд, что для квантового мира считается почти вечностью.
«Главным достижением работы стало удержание стабильного квантового состояния до 55 секунд. Это одно из лучших значений, когда-либо продемонстрированных в мире. Также, мы предложили метод «переключения» кубитов между основным состоянием и метастабильным (с временем жизни 112 миллисекунд). Это позволяет защитить квантовую информацию от помех и реализовать ряд протоколов для дополнительного повышения точности квантовых вычислений», – поделился соавтор исследования, директор ФИАН академик Николай Колачевский.
По словам ученого, примечательно также, что все эксперименты проводили на установке, которую изначально создали для разработки компактных сверхточных оптических часов на основе атомов тулия. Это говорит о том, что атомы тулия – это многофункциональная платформа, перспективная для самых разных направлений в квантовых технологиях.
| 11.11.25 | 11.11.2025 ТАСС. Предложен новый тип атомов для квантовых компьютеров с долговременной памятью |
Исследователи смогли удержать эти атомы в стабильном квантовом состоянии рекордные 55 секунд
© Sascha Schuermann/ Getty Images
МОСКВА, 11 ноября. /ТАСС/. Российские физики предложили нейтральные атомы тулия для создания квантовых компьютеров с долговременной памятью. Как рассказали ТАСС в Физическом институте имени Лебедева РАН (ФИАН), ученые смогли удержать эти атомы в стабильном квантовом состоянии рекордные 55 секунд, что является одним из лучших значений, когда-либо продемонстрированных в мире.
Ученые из ФИАН и Российского квантового центра впервые подробно исследовали свойства нейтральных атомов тулия в качестве кубитов и продемонстрировали возможность эффективного управления их квантовым состоянием - как с помощью микроволнового излучения, так и посредством лазеров. "Главным достижением работы стало удержание стабильного квантового состояния до 55 секунд. Это одно из лучших значений, когда-либо продемонстрированных в мире. Также мы предложили метод "переключения" кубитов между основным состоянием и метастабильным с временем жизни 112 миллисекунд. Это позволяет защитить квантовую информацию от помех и реализовать ряд протоколов для дополнительного повышения точности квантовых вычислений", - рассказал соавтор исследования, директор ФИАН академик Николай Колачевский.
Тулий - редкоземельный элемент с богатой энергетической структурой. Преимущества этих атомов как основы для квантовых вычислений связаны с возможностью кодировать кубиты в сверхтонких подуровнях основного состояния атома. Причем разница в энергии между этими подуровнями соответствует очень узкому диапазону - микроволновой частоте в 1 497 МГц. Воздействуя на этой частоте, можно "переключать" кубит, то есть управлять его квантовым состоянием. При этом подуровни почти не реагируют на колебания внешнего магнитного поля. В результате информация, записанная в таком кубите, может храниться десятки секунд, что для квантового мира считается почти вечностью.
Как рассказал ТАСС один из разработчиков, научный сотрудник лаборатории "Оптика сложных квантовых систем" ФИАН Денис Мишин, большое время когерентности, то есть возможности долго сохранять свое квантовое состояние, поможет существенно повысить качество квантовых операций, а также позволяет реализовать протоколы промежуточного хранения квантовой информации - как в оперативной памяти обычных компьютеров.
Кроме того, по словам ученого, атомы тулия привлекательны еще и тем, что позволяют на одной платформе реализовать протоколы, которые характерны как для щелочных (например, рубидий и цезий), так и для щелочноземельных (стронций, иттербий и другие) элементов. "Подобно первым, кубиты на основе тулия демонстрируют надежность и точность квантовых операций внутри сверхтонкой структуры. Подобно вторым - открывают возможности для управления энергетическими состояниями атомов с помощью оптического излучения. Это, в свою очередь, позволяет реализовать широкий спектр квантовых алгоритмов", - рассказал Мишин.
В ФИАН также отметили, что все эксперименты проводились на установке, которую изначально создали для разработки компактных сверхточных оптических часов на основе атомов тулия. Это говорит о том, что атомы тулия - это многофункциональная платформа, перспективная для самых разных направлений в квантовых технологиях.
