Все мы с детства знаем главное правило нашей реальности: разбить кружку - легко, собрать обратно - невозможно. Горячий кофе, оставленный на столе, остынет, но никогда сам по себе не закипит. За эту несправедливость отвечает Второй закон термодинамики. Он гласит, что в нашей макро-вселенной хаос (научным языком - энтропия) всегда растёт. Именно энтропия работает как однонаправленный поезд из ГТА 5, который тащит нас из прошлого в будущее

Но если его все таки можно остановить?..

Кто, где и когда сломал систему?

Речь идёт о масштабном исследовании, опубликованном в авторитетнейшем научном журнале Physical Review X. Эксперимент провели физики из знаменитой американской Лос-Аламосской национальной лаборатории (Los Alamos National Laboratory). Она известна тем, что именно в ней изобрели первую атомную бомбу под руководством Оппенгеймера в рамках Манхэттенского проекта. Команду исследователей возглавил физик-теоретик Луис Педро Гарсия-Пинтос (Luis Pedro García-Pintos).

Они разработали и протестировали уникальный протокол квантового контроля, который заставляет квантовую систему (в данном случае - связанные кубиты) эволюционировать в обратную сторону. То есть двигаться из состояния хаоса обратно в состояние идеального порядка.

Почему квантам по барабану на наши часы?

На самом деле, если мы откроем фундаментальные уравнения физики - хоть старую добрую механику Ньютона, хоть квантовое уравнение Шрёдингера, - мы обнаружим удивительную вещь. Они симметричны во времени. Если в эти формулы вместо времени t подставить время со знаком минус -t, математика продолжит работать идеально. Одиночному электрону абсолютно плевать, куда лететь - из прошлого в будущее или наоборот. Законы микромира не знают направления времени.

Проблема начинается тогда, когда этих частиц становится много. Один электрон не знает времени, но когда триллионы триллионов электронов собираются в вашу кофейную чашку, включается статистика термодинамики. Хаос начинает расти, и рождается привычное нам завтра.

Более того, в квантовом мире есть так называемый парадокс измерения. Пока мы не смотрим на частицу, она находится в суперпозиции - колышется во все стороны сразу как волна вероятностей. Но стоит нам попытаться её измерить, как её волновая функция схлопывается в конкретную точку. И вот этот самый момент фиксации и рождает однонаправленную стрелу времени. Обратно её уже не отмотать... Было нельзя. Пока Лос-Аламос не создал своего демона.

Как работает Квантовый демон Лос-Аламоса?

Чтобы не было вопросов почему демон, вот вам ответ:

В физике есть старый мысленный эксперимент - Демон Максвелла. Это гипотетическое существо, которое сидит на перегородке между двумя сосудами с газом и разделяет быстрые (горячие) частицы от медленных (холодных), заставляя энтропию падать, а систему - нагреваться саму по себе.

Команда Гарсии-Пинтоса создала цифровой аналог такого существа. Они разработали протокол непрерывной квантовой обратной связи. Квантовый процессор постоянно считывает информацию о состоянии кубитов, но делает это настолько хитро и аккуратно, что не разрушает их хрупкую суперпозицию.

На основе этих данных алгоритм генерирует точечные квантовые импульсы. Представьте, что вы разлили молоко в кофе, а невидимый микроскопический бармен начинает совершать миллиарды точнейших микродвижений ложкой, заставляя капли молока до единой молекулы собраться обратно в аккуратную белую струю.

В эксперименте система не просто имитировала обратный ход времени - для неё локально энтропия начала уменьшаться. Кубиты спонтанно вернулись в своё прошлое, абсолютно упорядоченное состояние. Они физически собрали разбитую кружку.

Зачем нам эти игры в богов?

Уверен, в комментах сразу спросят:

Автор, ну и зачем нам этот реверс для трёх калек-электронов в лаборатории? В прошлое-то мы всё равно не улетим!

Улетать и не нужно, практическая польза здесь:

1. Идеальные квантовые процессоры. Главная проблема квантовых компьютеров - дегеренция. Кубиты постоянно шумят, путаются от внешнего мира и сбивают вычисления. Алгоритм Лос-Аламоса позволяет буквально отматывать эти сбои назад во времени, возвращая процессор в исходное чистое состояние.

2. Квантовый измерительный двигатель. Учёные доказали, что из самого акта квантового измерения под управлением их демона можно... извлекать чистую энергию! Они создали теоретическую модель квантовой батареи, которая заряжается за счёт информации и управления временем. Двигатель, работающий на реверсе времени - звучит как киберпанк, который мы заслужили.

Сколько это все стоило и обошлось?

Честно - никто не говорит. Общий бюджет этой лаборатории порядка 5.5млрд$, из них на передовые технологии в квантовых областях выделяется около 450млн$, но цифры не точные.

Философский вывод

Какой вывод? Время - это не железобетонная река, текущая в одном направлении. Это всего лишь коллективное поведение триллионов атомов нашего макромира. Но там, на самом дне реальности, страницы квантовой книги истории можно шелестеть в обе стороны. Физика снова доказывает, что наши "железобетонные" законы - это просто частный случай.

Надеюсь вам все понравилось. Буду рад лайку, а если вы не хотите пропустить посты от меня, то буду рад лайку. Также я собираю на книгу по квантмеханике и буду рад поддержке, есьи у вас есть желание и возможность. Никого не заставляю.

Всем удачи!

Исследователи Cornell University нашли неожиданно простой способ сделать тантал значительно удобнее для производства сверхпроводящих квантовых устройств.

Обычно для получения нужной кубической bcc-фазы тантала при нанесении на кремний подложку приходится нагревать выше 400 °C. Это уже находится около температурных ограничений многих современных производственных процессов.

Команда Cornell заменила газ, используемый при магнетронном распылении: вместо аргона применили более тяжёлый криптон.

Более массивные ионы криптона передают атомам тантала больший импульс. Благодаря этому необходимую bcc-фазу удалось стабильно получать непосредственно на кремнии уже при 200 °C.

И снижение температуры даёт ещё одно преимущество.

При слишком сильном нагреве тантал начинает активнее смешиваться с кремниевой подложкой. Исследователи обнаружили связь между таким межслойным смешиванием и увеличением микроволновых потерь.

Криптоновое распыление создаёт гораздо более широкое технологическое окно: температура уже достаточна для формирования нужной структуры тантала, но остаётся достаточно низкой, чтобы ограничивать нежелательное взаимодействие с кремнием. Авторы прямо отмечают совместимость подхода с требованиями back-end-of-line производства микросхем.

Из полученных плёнок изготовили микроволновые резонаторы, а затем и трансмонные кубиты с компактным зазором конденсатора 20 мкм.

Максимальная измеренная добротность устройств достигла 16,9 миллиона.

Это не означает, что массовые квантовые компьютеры теперь можно выпускать на обычной фабрике процессоров. Масштабирование сверхпроводящих систем по-прежнему требует решения множества проблем — от джозефсоновских переходов и воспроизводимости до соединений, управления и коррекции ошибок.

Но исследование снимает один важный технологический барьер: высококачественный тантал теперь можно получать при существенно более низкой температуре.

А иногда именно такие seemingly небольшие изменения производственного процесса и делают возможным переход от лабораторного кубита к крупным квантовым системам.

Немецкая компания Saxon Q развивает необычный подход к квантовым вычислениям: вместо сверхпроводящих кубитов, которым нужны температуры практически около абсолютного нуля, её процессоры используют NV-центры в синтетических алмазах и способны работать примерно при комнатной температуре.

NV-центр — это дефект кристаллической решётки алмаза, в котором атом азота расположен рядом с отсутствующим атомом углерода. Электронные и ядерные спины вокруг такого дефекта можно использовать в качестве кубитов и управлять ими оптическими и микроволновыми сигналами.

Одно из ключевых решений Saxon Q связано с совместной имплантацией серы. Сера выступает донором электронов и помогает стабилизировать отрицательно заряженное состояние NV-центров. По данным компании, такая технология позволяет значительно увеличить эффективность создания рабочих квантовых центров в алмазе. Научные исследования также подтверждают, что примеси серы могут влиять на формирование NV-дефектов.

Главное преимущество — отсутствие громоздкой криогенной инфраструктуры. Системы Saxon Q устанавливаются в стандартную серверную стойку и подключаются к обычной электросети. Компания уже демонстрировала работающие многопроцессорные системы при комнатной температуре, а её более ранние установки используются в DLR и Fraunhofer.

В 2026 году Saxon Q открыла заказы на SXQ128, а поставки SXQ512 заявлены с 2027 года. Однако цифры требуют пояснения. SXQ128 состоит из 16 вычислительных ядер, внутри каждого из которых полностью связаны восемь кубитов. Поэтому это не единый 128-кубитный квантовый регистр, аналогичный архитектурам некоторых конкурентов.

Компания также сообщает о точности одно-кубитных операций до 99,92%, а в отдельных более поздних измерениях — до 99,98%. Последняя цифра была получена для отдельного кубита на более компактной системе и пока не является независимым показателем производительности всего SXQ128. Для оценки реальной мощности квантовой машины также крайне важны точность двухкубитных операций, связность и глубина выполняемых квантовых схем.

В дальнейшей дорожной карте Saxon Q фигурируют системы с тысячами кубитов, а после 2030 года компания рассчитывает приблизиться к 10 000 и более кубитам в компактной архитектуре. Пока это именно планы, а не готовые устройства.

Если технология действительно масштабируется, квантовые компьютеры смогут выйти за пределы специализированных лабораторий и появиться непосредственно в дата-центрах, промышленных системах, робототехнике и периферийных вычислениях.

Главный вопрос теперь не в том, можно ли заставить квантовый процессор работать без огромного холодильника, а в том, сможет ли такая система масштабироваться до тысяч качественно связанных кубитов и показать реальное квантовое преимущество.

Бельгийский исследовательский центр IMEC представил на ITF World 2026 первый квантовый чип, изготовленный с помощью High-NA EUV-литографии. Это важный шаг на пути к массовому производству квантовых процессоров, потому что впервые передовая технология, созданная для выпуска самых современных кремниевых чипов, была применена к устройству с квантовыми точками.

В основе разработки лежат кремниевые спиновые кубиты, где квантовая информация хранится в спине электрона внутри квантовой точки. Главная особенность нового чипа — сверхмалые зазоры между структурами, всего около 6 нанометров. Это позволяет сильнее и точнее связывать соседние кубиты, а значит, создавать более плотные и управляемые массивы для будущих квантовых систем.

До сих пор такие структуры часто делали с помощью электронно-лучевой литографии, которая очень точная, но плохо подходит для массового производства. IMEC делает ставку на то, что High-NA EUV позволит перенести квантовые чипы из лабораторий на реальные полупроводниковые линии и использовать уже готовую экосистему КМОП-производства: литографию, упаковку, 3D-интеграцию и системы контроля процессов.

Но миниатюризация — это только часть задачи. Для настоящих отказоустойчивых квантовых компьютеров понадобятся не сотни, а миллионы физических кубитов, а значит, нужно решать проблемы криогенной электроники, тепла, шума и сложной разводки соединений. Именно поэтому разработка IMEC так важна: она показывает, что классическая полупроводниковая индустрия может стать основой для следующего большого скачка в квантовых вычислениях.

Microsoft представила квантовый процессор нового поколения — Majorana 2. Анонс состоялся на конференции Build в Сан-Франциско, и компания называет новый чип важным шагом к созданию масштабируемого и практического квантового компьютера.

Majorana 2 пришёл на смену первой версии процессора Majorana 1. По словам Microsoft, команда серьёзно изменила стек материалов, чтобы сформировать более стабильную топологическую фазу и повысить надёжность кубитов. В новой версии алюминий, который использовался как сверхпроводник, заменили на свинец, а активная зона полупроводника получила комбинацию арсенида индия и антимонида арсенида индия.

Главный результат — резкий рост стабильности. Microsoft утверждает, что надёжность кубитов выросла в 1000 раз по сравнению с Majorana 1. Среднее время стабильной работы кубита достигло 20 секунд, а в отдельных экспериментах некоторые кубиты сохраняли стабильность до одной минуты.

Такие показатели заставили компанию пересмотреть дорожную карту. Microsoft заявила, что сократила сроки создания практического квантового компьютера вдвое и теперь рассчитывает достичь этой цели к 2029 году.

Важная деталь — при разработке Majorana 2 использовалась новая ИИ-платформа Discovery. Это агентный искусственный интеллект, который помогает моделировать материалы, анализировать данные и ускорять сложные научные исследования. Microsoft делает ставку на связку квантовых вычислений и ИИ, чтобы быстрее создавать новые технологии.

Если заявленные результаты подтвердятся в дальнейшем, Majorana 2 может стать одним из ключевых шагов к отказоустойчивым квантовым компьютерам, способным решать задачи, недоступные даже самым мощным суперкомпьютерам.

Китайские исследователи из Чжэцзянского университета сообщили о создании первой в мире сверхбыстрой квантовой оперативной памяти — QRAM, или Quantum Random Access Memory. Эта технология может стать важным шагом к практическим квантовым компьютерам, потому что решает одну из главных проблем отрасли: как быстро передавать обычные двоичные данные в квантовые процессоры.

Сегодня почти вся информация хранится в классическом формате — в виде нулей и единиц. А квантовые компьютеры работают с кубитами, которые могут находиться в суперпозиции состояний. Из-за этого перед началом вычислений данные нужно преобразовать и загрузить в квантовую систему, а этот этап часто становится узким местом.

Новая QRAM позволяет обращаться к данным и извлекать их в состоянии квантовой суперпозиции. В экспериментах система работала со сверхпроводящим квантовым чипом и передавала данные в форматах 4 и 8 бит. Пока это небольшой прототип, но сама демонстрация показывает, что концепция QRAM может быть реализована на практике.

Главное преимущество технологии — возможность одновременно работать со множеством наборов данных. Это особенно важно для задач, где нужно быстро анализировать огромные базы: например, в разработке лекарств, поиске молекулярных структур, искусственном интеллекте, обработке языка и распознавании изображений.

Если QRAM удастся масштабировать, она может стать мостом между классической цифровой инфраструктурой и будущими квантовыми компьютерами. Именно такая память может помочь квантовым системам работать не только с лабораторными задачами, но и с реальными массивами данных.