Наноэлектронная элементная база информатики. Качественно новые направления - ответы

Количество вопросов - 389

На показаны структурные формулы молекул М1-М5, а на - структурные формулы других молекул. Выберите среди других молекул и запишите номера: изомеров к молекуле М2.

Пусть базовому состоянию кубита |0\rangle на сфере Блоха соответствует вектор OE (\theta=\pi, см. рисунок), а состоянию |1\rangle – вектор OD (\theta=0). Запишите волновую функцию гибридного состояния кубита, соответствующего вектору Блоха с заданными угловыми координатами (\theta,\varphi). \varphi=\pi;\; \theta=2\pi/3

Сравните среднее число операций, требуемое для поиска в неструктурированной базе данных с помощью классического процессора и с помощью квантового процессора с алгоритмом Гровера в случае, когда: число записей N= 10^3

Оцените энергию, рассеиваемую при переключении одного вентиля комплементарной логики, и среднюю мощность на вентиль при использовании УНТ транзисторов, которые в переходном режиме могут пропускать электрический ток 2 мкА, период поступления сигналов вдвое превышает время задержки при условиях, что:

Оцените теоретически возможную плотность вентилей в логической сети из молекул, показанных на рисунке, если период расположения атомов углерода в молекуле составляет 0,154 нм, а часть площади, которую занимают молекулы в логической сети, составляет: 30%

Чувствительность сверхпроводящего магнитометра на сквиде с двумя переходами Джозефсона составляет 5*10^{-5}\Phi_0. Рассчитайте минимальное изменение индукции магнитного поля, которое можно зарегистрировать с помощью такого магнитометра, если внутреннее отверстие его сквида представляет собой прямоугольник размерами: 800\times 1200 мкм. Используйте формулу связи между величиной магнитной индукции, площадью контура и магнитным потоком сквозь него: \Phi=BS.

На рисунке показана функциональная схема магнитометра постоянного тока на сквиде с двумя переходами Джозефсона. Расшифруйте сокращенное обозначение ГТС и коротко объясните его функциональное назначение.

Оцените, сколько \pi-электронов имеет однослойная УНТ диаметром 3,6 нм и длиной 16 мкм?

При каком напряжении между УНТ и анодом напряженность электрического поля возле крышки УНТ превышает 1010 В/м, если: расстояние от крышки УНТ до анода составляет 1,5 мм, а диаметр УНТ – 3,6 нм?

Оцените возможную плотность хранения информации в матрице молекулярной памяти, например, на основе молекул [2]-ротаксана, если для ее изготовления используют технологию с проектно-технологической нормой: 22 нм

Состояние кубита описывается волновой функцией \Psi, выраженной через базисные волновые функции \Psi(|1\rangle) и \Psi(|0\rangle). Рассчитайте вероятности считывания состояний |1\rangle и |0\rangle классическим бистабильным считывающим устройством в случаях, когда:\Psi=i\frac{\sqrt{2}}{2}\Psi(|1\rangle)-i\frac{\sqrt{2}}{2}\Psi(|0\rangle).

Из перечня наименований единиц измерения, которые применяются в атомно-молекулярном масштабе – ангстрем, а.е.м., дальтон, дебай, электрон-вольт, магнетон Бора, спин, – укажите единицу, применяемую для измерения: массы.

Рассчитайте магнитный момент ядра ^7Li, если энергетическое расстояние между уровнями его энергии, расщепленными в магнитном поле 3,5 Тл составляет 718 нэВ

Оцените количество \pi-электронов в пленке графена площадью 90 мкм2.

Оцените, какой должна быть площадь сечения вертикального джозефсоновского интерферометра, чтобы магнитный поток сквозь его вертикальное отверстие достигал половины кванта магнитного потока \Phi_0 при заданной величине горизонтальной магнитной индукции B_Y. Какими должны быть высота и ширина отверстия при их соотношении 1:12? B_Y = 0,7 Тл?

Пользуясь вольтамперными характеристиками УНТ полевого транзистора, показанными на , оцените величину электрического тока, протекающего в закрытом и в открытом "плечах" триггера, собранного по схеме, показанной на , а также уровень напряжения на каждом из этих "плеч", если:

На рисунке показана логическая схема на криотронах. Какую логическую функцию выполняет соответствующая схема?

Пусть кубит находится в гибридном состоянии, которому на сфере Блоха соответствует вектор с угловыми координатами (\theta,\varphi). В какое состояние перейдет кубит после выполнения над ним указанной квантовой логической операции? Охарактеризуйте это новое состояние новыми значениями угловых координат (\widetilde{\theta},\widetilde{\varphi}). \varphi=-\pi/2;\;\theta=\pi/2 после выполнения преобразования Адамара?

Сколько общих пар электронов находится на связывающих молекулярных орбиталях в молекуле бензола (С_6Н_6)?

На рисунке показана схема экспериментов для выявления возможных форм существования углерода. Что обозначено на этой схеме номерами: 9 и 10?

Оцените собственное время переключения криотрона, у которого материал управляемой шины имеет в не сверхпроводящем состоянии удельное сопротивление \rho=3.6*10^{-9} Ом*м, толщина изоляционного слоя между шинами d_И=320нм и толщина управляющей шины d_y=500нм.

На рисунке показана логическая схема на криотронах. Какую логическую функцию выполняет соответствующая схема?

Рассчитайте напряжение, приложенное к переходу Джозефсона (ПД), и величину постоянного (не сверхпроводящего) электрического тока, протекающего через ПД, если известна частота f=1.2ГГц джозефсоновской генерации на переходе и электрическое сопротивление R=15ОмПД для не сверхпроводящего тока.Учтите, что частота f связана с круговой частотой \omega в формуле (13.8) соотношением \omega=2\pi f.

Магнитный поток сквозь отверстие сквида с одним переходом Джозефсона (ПД) изменился на малую величину \Delta\Phi=0.075\Phi_0. Рассчитайте, как изменится разность фаз волновой функции куперовских пар электронов на ПД.При изменении магнитного потока сквозь отверстие сквида с одним переходом Джозефсона (ПД) на величину \Phi_0 фаза волновой функции изменяется на 2\pi. Поэтому при изменении магнитного потока на малую величину \Delta\Phiразность фаз изменяется на \Delta\varphi=2\pi\frac{\Delta\Phi}{\Phi_0}\mxox{(радиан)}=360*\frac{\Delta\Phi}{\Phi_0}\mxox{(градусов)}.

На рисунке показана функциональная схема магнитометра постоянного тока на сквиде с двумя переходами Джозефсона. Расшифруйте сокращенное обозначение ВР и коротко объясните его функциональное назначение.

Сигнальная кривая сквида с двумя переходами Джозефсона описывается формулой U(мкВ)=450+320\sin(\varphi_0+2\pi\Phi_В/\Phi_0). Какой дополнительный магнитный поток следует подать в контур сквида через катушку обратной связи, чтобы рабочая точка магнитометра, построенного на этом сквиде, находилась на самом крутом участке сигнальной кривой?При \varphi_0=-1^{\circ};\Phi_В=12.5\Phi_0.Дополнительный магнитный поток \Phi_Д должен быть таким, чтобы аргумент 2\pi k,k\in Z:\varphi_0+2\pi(\Phi_C+\Phi_Д)\Phi_0=2\pi k, откуда \frac{\Phi_Д}{\Phi_0}=k-\frac{\Phi_C}{\Phi_0}-\frac{\varphi_0}{2\pi}, где целое число k следует выбрать так, чтобы \left |\frac{\Phi_Д}{\Phi_0}\right |\le 0.5. Значение \varphi_0 надо подставлять в радианах, а при подстановке в градусах делить его не на 2\pi, а на 360^{\circ}.

Чувствительность сверхпроводящего магнитометра на сквиде с двумя переходами Джозефсона составляет 10-12 Тл. Какой минимальный градиент индукции магнитного поля можно зарегистрировать с помощью градиометра 1-го порядка, построенного на таком магнитометре, если расстояние \Delta z между плоскостями его выносных рамок составляет 2.5 мм.

Чувствительность сверхпроводящего магнитометра на сквиде с двумя переходами Джозефсона составляет 5*10^{-5}\Phi_0. Рассчитайте минимальное изменение индукции магнитного поля, которое можно зарегистрировать с помощью такого магнитометра, если внутреннее отверстие его сквида представляет собой прямоугольник размерами: 250\times 400 мкм. Используйте формулу связи между величиной магнитной индукции, площадью контура и магнитным потоком сквозь него: \Phi=BS.

Запишите, в какие состояния последовательно переходит сквид R-S БОК триггера и какие сигналы появляются на его выходе при заданном исходном состоянии и разных заданных последовательностях входных сигналов. Исходное состояние "1", последовательность входных сигналов – R, S, R, S, S, R.

Что является "остовом" атома франция?

Сколько общих пар электронов находится на связывающих молекулярных орбиталях в молекуле этана (С_2Н_6)?

На показаны структурные формулы молекул М1-М5, а на - структурные формулы других молекул. Выберите среди других молекул и запишите номера: изомеров к молекуле М3.

Из перечня наименований единиц измерения, которые применяются в атомно-молекулярном масштабе – ангстрем, а.е.м., дальтон, дебай, электрон-вольт, магнетон Бора, спин, – укажите единицу, применяемую для измерения: расстояний.

Из приведенного ниже перечня разных атомно-молекулярных взаимодействий
  • взаимодействие "биологический рецептор – раздражитель",
  • взаимодействие "вирус – антитело",
  • взаимодействие комплементарных звеньев молекул,
  • взаимодействие комплементарных олигомеров,
  • взаимодействие краун-эфира с соответствующим ионом щелочного металла,
  • взаимодействие фермента с соответствующей ему молекулой,
  • электрическое взаимодействие отдельных дипольных моментов атомов или молекул,
  • координационное взаимодействие одновременно многих звеньев молекул,
  • магнитное взаимодействие отдельных магнитных моментов атомов и молекул,
  • отдельная водородная связь,
  • притяжение аниона к катиону,
  • укажите номера тех взаимодействий, которые могут быть использованы для построения колориметрических наносенсоров.

    Попробуйте дать ответ на такой "интересный" вопрос: почему молекулярные орбитали могут "спокойно" пересекаться, и это не приводит к "катастрофам"?

    Запишите свойства молекул, которые на Ваш взгляд могут быть использованы для построения: оперативных запоминающих устройств.

    Оцените теоретически возможную плотность вентилей в логической сети из молекул, показанных на рисунке, если период расположения атомов углерода в молекуле составляет 0,154 нм, а часть площади, которую занимают молекулы в логической сети, составляет: 5%

    Какую приблизительно энергию должны иметь электроны на МО боковой группы атомов (например, NH_2 или NО_2), чтобы стать: донорами \pi-электронов при температурах порядка 120 К?

    Оцените размеры прозрачных электродов в пикселях жидкокристаллического телевизионного экрана с разрешающей способностью достаточной для того, чтобы на изображении высотой 400 мм были четко видны 1250 строк телевидения высокой четкости

    На рисунке показана схема экспериментов для выявления возможных форм существования углерода. Что обозначено на этой схеме номерами:1,2?

    При каком напряжении между УНТ и анодом напряженность электрического поля возле крышки УНТ превышает 1010 В/м, если: расстояние от крышки УНТ до анода составляет 0,85 мм, а диаметр УНТ – 1,8 нм?

    Какого диаметра полупроводниковые УНТ надо отобрать, чтобы ширина запрещенной зоны в них находилась в диапазоне: меньше 0,3 эВ?

    Пользуясь вольтамперными характеристиками УНТ полевого транзистора, показанными на , оцените величину электрического тока, протекающего в закрытом и в открытом "плечах" триггера, собранного по схеме, показанной на , а также уровень напряжения на каждом из этих "плеч", если:

    Оцените энергию, рассеиваемую при переключении одного вентиля комплементарной логики, и среднюю мощность на вентиль при использовании УНТ транзисторов, которые в переходном режиме могут пропускать электрический ток 2 мкА, период поступления сигналов вдвое превышает время задержки при условиях, что:

    Плотность хранения информации в матрице УНТ флеш-памяти с зарядовыми ловушками определяется шагом расположения матричных шин. Оцените эту плотность, считая, что шаг расположения этих шин превышает проектно-технологическую норму (ПТН) в одном направлении в 6 раз, а в перпендикулярном направлении – в 4 раза, при условии, что: ПТН составляет 32 нм.

    Чтобы получить лучшее представление о чувствительности УНТ полевого транзистора с пленкой фоточувствительного полимера, рассчитайте, сколько квантов света (фотонов) нужно для того, чтобы транзистор открылся, если диаметр УНТ составляет 2,1 нм, длина канала транзистора 90 нм, длина волны света 457 нм, энергетическая интенсивность светового пучка 60 мкВт/мм2, а транзистор открывается спустя 100 мкс после начала освещения?

    Рассчитайте мощность электронного "луча" в каждом пикселе цветного плоского монитора на основе УНТ, если известны напряжение между анодом и катодом U и ток холодной эмиссии i. Оцените также энергетическую мощность излучения от одного пикселя такого экрана, если выход катодолюминесценции составляет 16%. U= 150 В, i= 4,5 мкА.

    Известно, что при отжиге пленок графана в атмосфере аргона при 425^{\circ}C атомы водорода отсоединяются. Оцените, сколько молекул водорода образуется при отжиге пленки графана площадью 3,6 см2

    Пусть базовому состоянию кубита |0\rangle на сфере Блоха соответствует вектор OE (\theta=\pi, см. рисунок), а состоянию |1\rangle – вектор OD (\theta=0). Запишите волновую функцию гибридного состояния кубита, соответствующего вектору Блоха с заданными угловыми координатами (\theta,\varphi). \varphi=-\pi/3;\; \theta=2\pi/3

    Какой вектор на сфере Блоха соответствует состоянию кубита, описываемому заданной волновой функцией \Psi? Укажите угловые координаты (\theta,\varphi) этого вектора. \Psi=\frac{-1+i\sqrt{3}}{4}\Psi(|0\rangle) - \frac{\sqrt{3}+3i}{4}\Psi(|1\rangle).

    Состояние кубита описывается волновой функцией \Psi, выраженной через базисные волновые функции \Psi(|1\rangle) и \Psi(|0\rangle). Рассчитайте вероятности считывания состояний |1\rangle и |0\rangle классическим бистабильным считывающим устройством в случаях, когда: \Psi=\frac{\sqrt{3}-3i}{4}\Psi(|1\rangle)+\frac{1+i\sqrt{3}}{4} \Psi(|0\rangle).

    В квантовом регистре, состоящем из двух кубитов, волновая функция первого в общем случае равна \Psi_1=A_1\Psi_1(|1\rangle) + B_1\Psi_1(|0\rangle), волновая функция второго равна \Psi_2=A_2\Psi_2(|1\rangle) + B_2\Psi_2(|0\rangle). Запишите выражение для базисных волновых функций \Psi(|00\rangle) и \Psi(|11\rangle).

    Состояние кубита задано волновой функцией \Psi, выраженной через базисные волновые функции \Psi(|1\rangle) и \Psi(|0\rangle). Запишите волновую функцию того состояния кубита, в которое он перейдет в результате преобразования Адамара \widehat{H}. Если \Psi=\frac{i}{2}\Psi(|0\rangle) + \frac{\sqrt{2}-i}{2}\Psi(|1\rangle).

    Пусть кубит находится в гибридном состоянии, которому на сфере Блоха соответствует вектор с угловыми координатами (\theta,\varphi). В какое состояние перейдет кубит после выполнения над ним указанной квантовой логической операции? Охарактеризуйте это новое состояние новыми значениями угловых координат (\widetilde{\theta},\widetilde{\varphi}). \varphi=-\pi/2;\;\theta=\pi/3 после выполнения операции инверсии фазы?

    Пусть имеется пара из двух слабо связанных между собой кубитов. Первый из них находится в гибридном состоянии, которому на сфере Блоха соответствует вектор с угловыми координатами \theta_1,\varphi_1, а второй – в гибридном состоянии, которому на сфере Блоха соответствует вектор с угловыми координатами \theta_2,\varphi_2. Запишите выражение для волновой функции регистра, когда кубиты находятся в состояниях (\varphi_1=-\pi/2;\; \theta_1=\pi/2);\; (\varphi_2=\pi;\; \theta_2=2\pi/3).

    Сравните среднее число операций, требуемое для поиска в неструктурированной базе данных с помощью классического процессора и с помощью квантового процессора с алгоритмом Гровера в случае, когда: число записей N= 10^8

    Cпиновый кубит находится в базовом состоянии |0\rangle и должен быть переведен \pi-радиоимпульсом в смешанное состояние, которое описывается волновой функцией
    \frac{\sqrt{2}}{2} [\Psi(|1\rangle)+\Psi(|0\rangle)] \approx 0,70711\Psi(|1\rangle) + 0,70711\Psi(|0\rangle).
    Напишите выражение для волновой функции нового состояния кубита, в который он фактически перейдет, если длительность радиоимпульса будет на p\% короче расчетной.

    Постройте график зависимости разрешенных уровней энергии зарядового кубита от потенциала на контролирующем электроде в координатах \frac{E_{\pm}}{E_{\textit{З}1}} при условии, что {E_{\textit{Д}/E_{\textit{З}1}}= 0,04

    Обозначим некоторые признаки сверхпроводящих кубитов на переходах Джозефсона (ПД) следующим образом. Число ПД в кубите: (А) 1; (Б) 2; (В) 3; (Г) 2 + один со структурой SFS. Соотношение джозефсоновской и зарядовой энергии: (а) E_{\textit{Д}>>E_{\textit{З}; (б) E_{\textit{Д}\approx E_{\textit{З}; (в) E_{\textit{З}>>E_{\textit{Д}; (г) E_{\textit{З}>>E_{\textit{Д} для одного и E_{\textit{Д}>>E_{\textit{З} – для других ПД. Какие из этих признаков характерны для сверхпроводящих кубитов: пи-кубитов? Укажите соответствующие обозначения (А, Б, В, Г и а, б, в, г), например (Б + а).

    Оцените, какой должна быть площадь сечения вертикального джозефсоновского интерферометра, чтобы магнитный поток сквозь его вертикальное отверстие достигал половины кванта магнитного потока \Phi_0 при заданной величине горизонтальной магнитной индукции B_Y. Какими должны быть высота и ширина отверстия при их соотношении 1:12? B_Y = 1,7 Тл?

    Состояние кубита задано волновой функцией \Psi, выраженной через базисные волновые функции \Psi(|1\rangle) и \Psi(|0\rangle). Запишите волновую функцию того состояния кубита, в которое он перейдет в результате преобразования Адамара \widehat{H}. Если \Psi=-\frac{\sqrt{2}}{2}\Psi(|1\rangle) - \frac{\sqrt{2}}{2}\Psi(|0\rangle).

    Оцените, сколько \pi-электронов имеет однослойная УНТ диаметром 2,7 нм и длиной 600 нм?

    Пусть имеется пара из двух слабо связанных между собой кубитов. Первый из них находится в гибридном состоянии, которому на сфере Блоха соответствует вектор с угловыми координатами \theta_1,\varphi_1, а второй – в гибридном состоянии, которому на сфере Блоха соответствует вектор с угловыми координатами \theta_2,\varphi_2. Кубиты находятся в гибридном состоянии (\varphi_1=-\pi/2;\; \theta_1=\pi/2);\; (\varphi_2=\pi;\; \theta_2=2\pi/3). Запишите выражение для волновой функции регистра после выполнения операции SWAP.

    Оцените теоретически возможную плотность вентилей в логической сети из молекул, показанных на рисунке, если период расположения атомов углерода в молекуле составляет 0,154 нм, а часть площади, которую занимают молекулы в логической сети, составляет: 10%

    Cпиновый кубит находится в базовом состоянии |0\rangle и должен быть переведен \pi-радиоимпульсом в смешанное состояние, которое описывается волновой функцией
    \frac{\sqrt{2}}{2} [\Psi(|1\rangle)+\Psi(|0\rangle)] \approx 0,70711\Psi(|1\rangle) + 0,70711\Psi(|0\rangle).
    Напишите выражение для волновой функции нового состояния кубита, в который он фактически перейдет, если длительность радиоимпульса будет на p\% короче расчетной.

    Известно, что при отжиге пленок графана в атмосфере аргона при 425^{\circ}C атомы водорода отсоединяются. Оцените, сколько молекул водорода образуется при отжиге пленки графана площадью 25 см2

    Пусть зависимость тока холодной эмиссии электронов из УНТ от напряженности внешнего электрического поля описывается формулой i = 6,2*10^{-17}\left|\overrightarrow{E}\right|\exp\left(-\frac{3,2*10^8}{\left|\overrightarrow{E}\right|}\right). Рассчитайте ток электронной эмиссии из крышки УНТ при условиях: напряжение на аноде составляет 25 В, а диаметр УНТ – 3,6 нм (ответ укажите в нА)

    Рассчитайте, при каком потенциале на контролирующем электроде разность между наиболее низкими разрешенными энергетическими уровнями зарядового кубита будет наименьшей, если: электрическая емкость между сверхпроводящим островком и контролирующим электродом составляет 6,5*10-17 Ф? (ответ укажите в мВ). Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.

    Вычислите суммарную энергию связи 4-х внешних электронов с "остовом" атома углерода в первом возбужденном состоянии (ответ укажите в эВ). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.
    (Ответ необходимо ввести в поле ввода.)

    Рассчитайте время выполнения квантовой логической операции отрицания над электронным спиновым кубитом, если: индукция постоянного магнитного поля составляет 2,2 Тл, частота ЭСР 50,2 ГГц, амплитуда резонансного поперечного магнитного поля 26 мТл (ответ введите в пс).

    Ниже показаны временные диаграммы выходных одноквантовых импульсов БОК инвертора, начиная со второго такта работы. Вдоль горизонтали отложено время, штриховыми отрезками показаны моменты прихода тактовых импульсов. Запишите последовательность сигналов, которые поступали на вход инвертора в 1-7 тактах, начиная от первого такта работы.
    (Ответ необходимо ввести в поле ввода.)

    Рассчитайте минимальное время задержки сигналов схемой БОК логики для разных сверхпроводников: на основе тантала с \Delta = 0,737 мэВ. Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.
    (Ответ необходимо ввести в поле ввода.)

    Какой диаметр имела УНТ, если после ее раскрытия образовалась полоска графена шириной 3,8 нм? (ответ укажите в нм). Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.
    (Ответ необходимо ввести в поле ввода.)

    Пользуясь вольтамперной характеристикой экспериментального молекулярного транзистора, показанной на рисунке, оцените электрическое сопротивление этого транзистора, когда сквозь него течет ток 125 пА, а напряжение на его затворе составляет: -400 мВ
    (Ответ необходимо ввести в поле ввода.)

    Оцените теоретически возможные размеры сети клеточных автоматов, построенных из молекул, изображенных на рисунке, если период расположения атомов углерода в молекуле составляет 0,154 нм: площадь процессора, состоящего из 1,6 млн. элементарных автоматов, если на них приходится 60% всей площади (ответ укажите в мкм2). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.
    (Ответ необходимо ввести в поле ввода.)

    Считая, что каждые 10 ГГц частотного диапазона позволяют каждую секунду передавать/принимать 1 Гбит информации, рассчитайте пропускную способность канала связи с использованием полевых транзисторов на основе графена, если радиоусилители на таких транзисторах обеспечивают возможность работы в частотной полосе шириной: 125 ГГц? Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.
    (Ответ необходимо ввести в поле ввода.)

    Считая одноквантовый импульс напряжения прямоугольным, рассчитайте его амплитуду при условии, что продолжительность импульса составляет 1 пс. (ответ введите в мВ с точностью до второго знака после запятой)

    Считая одноквантовый импульс напряжения треугольным, рассчитайте его амплитуду при условии, что продолжительность импульса составляет 0,5 пс. Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.

    Ниже показаны временные диаграммы выходных одноквантовых импульсов БОК инвертора, начиная со второго такта работы. Вдоль горизонтали отложено время, штриховыми отрезками показаны моменты прихода тактовых импульсов. Запишите последовательность сигналов, которые поступали на вход инвертора в 1-7 тактах, начиная от первого такта работы.

    На два входа схемы дизъюнкции БОК логики в тактах 1-7 поступают указанные ниже сигналы. Запишите последовательность сигналов, появляющихся на выходе схемы во 2-8 тактах. 01, 11, 00, 10, 11, 00, 10.
    (Ответ необходимо ввести в поле ввода.)

    На два входа схемы конъюнкции БОК логики в 1-7 тактах поступают указанные ниже сигналы. Запишите последовательность сигналов, которые появляются на выходе схемы во 2-8 тактах. 10, 10, 11, 00, 00, 01, 11.
    (Ответ необходимо ввести в поле ввода.)

    Рассчитайте, сколько шунтированных переходов Джозефсона требуется для реализации указанных схем БОК логики: NAND на три входа.
    (Ответ необходимо ввести в поле ввода.)

    Рассчитайте минимальное время задержки сигналов схемой БОК логики для разных сверхпроводников: на основе индия с \Delta = 0,557 мэВ. Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.
    (Ответ необходимо ввести в поле ввода.)

    Сколько различных атомных орбиталей имеется: на электронной подоболочке 5-й электронной оболочки атома с l=3?
    (Ответ необходимо ввести в поле ввода.)

    Во сколько раз диаметр 2-й электронной оболочки атома криптона меньше диаметра его внешней электронной оболочки?

    Во сколько раз диаметр 1-й электронной оболочки атома ксенона меньше диаметра 2-й электронной оболочки атома аргона?

    Пользуясь вольтамперной характеристикой экспериментального молекулярного транзистора, показанной на рисунке, оцените электрическое сопротивление этого транзистора, когда сквозь него течет ток 125 пА, а напряжение на его затворе составляет: -700 мВ
    (Ответ необходимо ввести в поле ввода.)

    Оцените теоретически возможные размеры сети клеточных автоматов, построенных из молекул, изображенных на рисунке, если период расположения атомов углерода в молекуле составляет 0,154 нм: площадь процессора, состоящего из 845 млн. элементарных автоматов, если на них приходится 35% всей площади (ответ укажите в мкм2)

    Вычислите суммарную энергию связи 4-х внешних электронов с "остовом" атома углерода в состоянии sp–гибридизации (ответ укажите в эВ). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.
    (Ответ необходимо ввести в поле ввода.)

    Зная, что диаметр фуллерена C_{60} составляет приблизительно 0,9 нм, оцените диаметр фуллерена C_{360}. Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Сколько \pi-электронов имеет молекула C_{360}?
    (Ответ необходимо ввести в поле ввода.)

    Рассчитайте диаметр УНТ: с хиральностью \overrightarrow{s}=12\overrightarrow{a}+12\overrightarrow{b} (седловая структура). Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.

    Пусть зависимость тока холодной эмиссии электронов из УНТ от напряженности внешнего электрического поля описывается формулой i = 6,2*10^{-17}\left|\overrightarrow{E}\right|\exp\left(-\frac{3,2*10^8}{\left|\overrightarrow{E}\right|}\right). Рассчитайте ток электронной эмиссии из крышки УНТ при условиях: напряжение на аноде составляет 10 В, а диаметр УНТ – 1,36 нм (ответ укажите в нА)

    Оцените возможное быстродействие комплементарной логики с использованием УНТ транзисторов, которые в переходном режиме могут пропускать электрический ток 2 мкА, при условиях, когда: напряжение питания составляет ± 1,2 В, а электрическая емкость, на которую нагружен выход логической схемы, C= 5 фФ. (ответ введите в нс)
    (Ответ необходимо ввести в поле ввода.)

    Если наноэлектронные весы на УНТ имеют чувствительность 1,3*10-25 кг/Гц, то на сколько изменится частота колебаний УНТ, когда на нее осядет молекула флуоробифенила C_{28}H_{42}O_3F_2? Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.
    (Ответ необходимо ввести в поле ввода.)

    Считая, что каждые 10 ГГц частотного диапазона позволяют каждую секунду передавать/принимать 1 Гбит информации, рассчитайте пропускную способность канала связи с использованием полевых транзисторов на основе графена, если радиоусилители на таких транзисторах обеспечивают возможность работы в частотной полосе шириной: 160 ГГц?

    Считая, что для передачи одного канала цифрового телевидения высокой четкости (HD канала) нужна частотная полоса шириной 125 МГц, рассчитайте: благодаря использованию полевых транзисторов на основе графена частоту трансляции спутникового телевидения удалось повысить так, что максимальная частота модуляции сигналов возросла от 12 ГГц до 36 ГГц. Сколько HD каналов можно теперь дополнительно транслировать через спутник, если на их трансляцию используют 21% дополнительной частотной полосы?

    Оцените возможное быстродействие комплементарной логики с использованием полевых транзисторов на полосках графена, которые в переходном режиме могут пропускать электрический ток 1,5 мкА, при условиях, что: напряжение питания составляет ± 3 В, а электрическая емкость, на которую нагружен выход логической схемы, C= 1,5 фФ. (ответ укажите в нс)
    (Ответ необходимо ввести в поле ввода.)

    Оцените мощность, которая в среднем рассеивается на один вентиль комплементарной логики при использовании полевых транзисторов на полосках графена, которые в переходном режиме могут пропускать электрический ток 1,5 мкА, при условиях, что период поступления сигналов в 2,5 раза превышает время задержки и: напряжение питания составляет ± 3 В, а электрическая емкость, на которую нагружен выход логической схемы, C= 1,5 фФ. (ответ укажите в мкВт). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.
    (Ответ необходимо ввести в поле ввода.)

    Какую чувствительность имеют наноэлектронные весы на упругой полоске графена, если при осаждении на нее молекулы металлофуллерена K_3@C_{60} частота колебаний полоски изменяется на 9,6 Гц? (ответ укажите в а.е.м./Гц). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.
    (Ответ необходимо ввести в поле ввода.)

    Какой диаметр имела УНТ, если после ее раскрытия образовалась полоска графена шириной 9,6 нм? (ответ укажите в нм). Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.
    (Ответ необходимо ввести в поле ввода.)

    Каждый из разрешенных энергетических уровней частицы в магнитном поле расщепился на 7 подуровней. Какой спин имеет эта частица?

    Рассчитайте энергетическое расстояние (в наноэлектрон-вольтах) между расщепленными в магнитном поле 3 Тл уровнями энергии ядра ^{31}P, если его магнитный момент составляет 5,71*10-27 Дж/Тл (ответ укажите в нэВ)

    Рассчитайте на сколько частота прецессии в магнитном поле 2,34 Тл магнитного момента ядра ^{23}Na с гиромагнитным отношением 11,27 МГц/Тл превышает частоту прецессии в том же магнитном поле магнитного момента ядра ^{15}N с гиромагнитным отношением 3,58 МГц/Тл.(ответ введите в МГц)

    Рассчитайте частоту прецессии Раби магнитного момента ядра ^{13}C, если индукция постоянного магнитного поля в 145 раз превышает амплитуду резонансного поперечного переменного магнитного поля с частотой 35 МГц. (ответ укажите в кГц)
    (Ответ необходимо ввести в поле ввода.)

    Квантовый регистр на основе атомов ^{15}N, капсулированных внутри фуллерена C_60, размещен в постоянном градиентном магнитном поле. Можно считать, что градиент поля везде одинаков и кубиты расположены в линейку на одинаковых расстояниях. В точке расположения первого кубита индукция B = 1 Тл, а в точке расположения последнего B = 2,8 Тл. Рассчитайте разность в резонансных частотах ЭСР соседних кубитов, если: регистр состоит из 2048 кубитов (ответ укажите в МГц). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Рассчитайте время выполнения квантовой логической операции отрицания над электронным спиновым кубитом, если: индукция постоянного магнитного поля составляет 2,4 Тл, частота ЭСР 54,5 ГГц, амплитуда резонансного поперечного магнитного поля 30 мТл (ответ введите в пс).
    (Ответ необходимо ввести в поле ввода.)

    Считая, что удельная емкость перехода Джозефсона типа SIS составляет 5,2*10-2 Ф/м2, и она составляет 93% суммарной электрической емкости сверхпроводящего островка, рассчитайте: зарядовую энергию сверхпроводящего островка размерами 300 х 75 нм (ответ укажите в мкэВ)
    (Ответ необходимо ввести в поле ввода.)

    Рассчитайте, при каком потенциале на контролирующем электроде разность между наиболее низкими разрешенными энергетическими уровнями зарядового кубита будет наименьшей, если: электрическая емкость между сверхпроводящим островком и контролирующим электродом составляет 3,5*10-18 Ф? (ответ укажите в мВ). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Рассчитайте резонансную частоту СВЧ импульса, требуемого для выполнения квантовых логических операций над сверхпроводящим кубитом, если разность энергий для базовых квантовых состояний кубита составляет: 540 мкэВ. (ответ введите в ГГц)
    (Ответ необходимо ввести в поле ввода.)

    Оцените протяжность пучности стоячей электромагнитной волны в микроволновом резонаторе, если резонансная частота составляет: 65 ГГц (ответ введите в мм). Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.
    (Ответ необходимо ввести в поле ввода.)

    Оцените (в долях электрон-вольта) среднюю энергию теплового движения частиц при сверхнизких температурах: при 0,00002 К = 20 мкК (ответ введите в нэВ). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Во сколько раз диаметр 1-й электронной оболочки атома аргона меньше диаметра его внешней электронной оболочки?

    Оцените возможное быстродействие комплементарной логики с использованием полевых транзисторов на полосках графена, которые в переходном режиме могут пропускать электрический ток 1,5 мкА, при условиях, что: напряжение питания составляет ± 3 В, а электрическая емкость, на которую нагружен выход логической схемы, C= 250 аФ. (ответ укажите в нс)

    Оцените теоретически возможные размеры сети клеточных автоматов, построенных из молекул, изображенных на рисунке, если период расположения атомов углерода в молекуле составляет 0,154 нм: площадь одного разряда многоразрядного сумматора с переносами, если известно, что при размерах наноостровков в 20 нм его можно разместить на площади приблизительно 1,5 мкм2 (ответ укажите в нм2)
    (Ответ необходимо ввести в поле ввода.)

    Рассчитайте гиромагнитное отношение для ядра ^{31}Р, если частота его прецессии в магнитном поле 2,34 Тл составляет 40,52 МГц.(ответ введите в МГц/Тл). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.
    (Ответ необходимо ввести в поле ввода.)

    Сколько различных атомных орбиталей имеется: на электронной подоболочке 4-й электронной оболочки атома с l=3?

    Рассчитайте диаметр УНТ: с хиральностью \overrightarrow{s}=45\overrightarrow{a}+12\overrightarrow{b}. Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.
    (Ответ необходимо ввести в поле ввода.)

    На рисунке показана схема экспериментов для выявления возможных форм существования углерода. Что обозначено на этой схеме номерами: 6 и 7?

    На рисунке показана логическая схема на криотронах. Какую логическую функцию выполняет соответствующая схема?

    На рисунке показана функциональная схема магнитометра постоянного тока на сквиде с двумя переходами Джозефсона. Расшифруйте сокращенное обозначение УОС и коротко объясните его функциональное назначение.

    Вычислите суммарную энергию связи 4-х внешних электронов с "остовом" атома углерода в состоянии sp^3-гибридизации (ответ укажите в эВ). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Рассчитайте напряжение, приложенное к переходу Джозефсона (ПД), и величину постоянного (не сверхпроводящего) электрического тока, протекающего через ПД, если известна частота f=8.2ГГц джозефсоновской генерации на переходе и электрическое сопротивление R=1.25ОмПД для не сверхпроводящего тока.Учтите, что частота f связана с круговой частотой \omega в формуле (13.8) соотношением \omega=2\pi f.

    Из перечня наименований единиц измерения, которые применяются в атомно-молекулярном масштабе – ангстрем, а.е.м., дальтон, дебай, электрон-вольт, магнетон Бора, спин, – укажите единицу, применяемую для измерения: энергии.

    Рассчитайте частоту прецессии в магнитном поле 3,2 Тл магнитного момента ядра ^{19}F, если его гиромагнитное отношение равно 40,08 МГц/Тл.(ответ введите в МГц)

    Какую чувствительность имеют наноэлектронные весы на упругой полоске графена, если при осаждении на нее молекулы фуллерена C_{72} частота колебаний полоски изменяется на 8,9 Гц? (ответ укажите в а.е.м./Гц). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    На показаны структурные формулы молекул М1-М5, а на - структурные формулы других молекул. Выберите среди других молекул и запишите номера: изомеров к молекуле М4.

    Плотность хранения информации в матрице УНТ флеш-памяти с зарядовыми ловушками определяется шагом расположения матричных шин. Оцените эту плотность, считая, что шаг расположения этих шин превышает проектно-технологическую норму (ПТН) в одном направлении в 6 раз, а в перпендикулярном направлении – в 4 раза, при условии, что: ПТН составляет 22 нм.

    Сколько различных атомных орбиталей имеется: на 4-й электронной оболочке атома?

    Пользуясь вольтамперными характеристиками УНТ полевого транзистора, показанными на , оцените величину электрического тока, протекающего в закрытом и в открытом "плечах" триггера, собранного по схеме, показанной на , а также уровень напряжения на каждом из этих "плеч", если:

    Оцените протяжность пучности стоячей электромагнитной волны в микроволновом резонаторе, если резонансная частота составляет: 9,6 ГГц (ответ введите в мм). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Обозначим некоторые признаки сверхпроводящих кубитов на переходах Джозефсона (ПД) следующим образом. Число ПД в кубите: (А) 1; (Б) 2; (В) 3; (Г) 2 + один со структурой SFS. Соотношение джозефсоновской и зарядовой энергии: (а) E_{\textit{Д}>>E_{\textit{З}; (б) E_{\textit{Д}\approx E_{\textit{З}; (в) E_{\textit{З}>>E_{\textit{Д}; (г) E_{\textit{З}>>E_{\textit{Д} для одного и E_{\textit{Д}>>E_{\textit{З} – для других ПД. Какие из этих признаков характерны для сверхпроводящих кубитов: потоковых? Укажите соответствующие обозначения (А, Б, В, Г и а, б, в, г), например (Б + а).

    Оцените размеры прозрачных электродов в пикселях жидкокристаллического телевизионного экрана с разрешающей способностью достаточной для того, чтобы на изображении высотой 400 мм были четко видны 1080 строк телевидения высокой четкости

    Оцените собственное время переключения криотрона, у которого материал управляемой шины имеет в не сверхпроводящем состоянии удельное сопротивление \rho=2.4*10^{-9} Ом*м, толщина изоляционного слоя между шинами d_И=250нм и толщина управляющей шины d_y=400нм.

    Пусть кубит находится в гибридном состоянии, которому на сфере Блоха соответствует вектор с угловыми координатами (\theta,\varphi). В какое состояние перейдет кубит после выполнения над ним указанной квантовой логической операции? Охарактеризуйте это новое состояние новыми значениями угловых координат (\widetilde{\theta},\widetilde{\varphi}). \varphi=-\pi/3;\;\theta=2\pi/3 после выполнения операции отрицания?

    Рассчитайте энергетическое расстояние (в наноэлектрон-вольтах) между расщепленными в магнитном поле 2 Тл уровнями энергии ядра ^{19}F, если его магнитный момент составляет 1,326*10-26 Дж/Тл. Какой частоте в спектре ЯМР соответствует переход между этими уровнями?

    Считая, что для передачи одного канала цифрового телевидения высокой четкости (HD канала) нужна частотная полоса шириной 125 МГц, рассчитайте: с помощью полевых транзисторов на основе графена максимальную частоту модуляции сигналов в волоконно-оптическом кабеле связи удалось повысить от 45 ГГц до 216 ГГц, и 20% дополнительного частотного диапазона отвели на передачу сигналов цифрового телевидения. Сколько HD каналов можно теперь дополнительно передавать через этот кабель?

    Оцените мощность, которая в среднем рассеивается на один вентиль комплементарной логики при использовании полевых транзисторов на полосках графена, которые в переходном режиме могут пропускать электрический ток 1,5 мкА, при условиях, что период поступления сигналов в 2,5 раза превышает время задержки и: напряжение питания составляет ± 4,5 В, а электрическая емкость, на которую нагружен выход логической схемы, C= 20 аФ. (ответ укажите в мкВт). Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.

    Оцените собственное время переключения криотрона, у которого материал управляемой шины имеет в не сверхпроводящем состоянии удельное сопротивление \rho=1.2*10^{-9} Ом*м, толщина изоляционного слоя между шинами d_И=100нм и толщина управляющей шины d_y=150нм.

    Рассчитайте напряжение, приложенное к переходу Джозефсона (ПД), и величину постоянного (не сверхпроводящего) электрического тока, протекающего через ПД, если известна частота f=4.4ГГц джозефсоновской генерации на переходе и электрическое сопротивление R=230ОмПД для не сверхпроводящего тока.Учтите, что частота f связана с круговой частотой \omega в формуле (13.8) соотношением \omega=2\pi f.

    Магнитный поток сквозь отверстие сквида с одним переходом Джозефсона (ПД) изменился на малую величину \Delta\Phi=0.00015\Phi_0. Рассчитайте, как изменится разность фаз волновой функции куперовских пар электронов на ПД.При изменении магнитного потока сквозь отверстие сквида с одним переходом Джозефсона (ПД) на величину \Phi_0 фаза волновой функции изменяется на 2\pi. Поэтому при изменении магнитного потока на малую величину \Delta\Phi разность фаз изменяется на \Delta\varphi=2\pi\frac{\Delta\Phi}{\Phi_0}\mxox{(радиан)}=360*\frac{\Delta\Phi}{\Phi_0}\mxox{(градусов)}.

    Сигнальная кривая сквида с двумя переходами Джозефсона описывается формулой U(мкВ)=450+320\sin(\varphi_0+2\pi\Phi_В/\Phi_0). Какой дополнительный магнитный поток следует подать в контур сквида через катушку обратной связи, чтобы рабочая точка магнитометра, построенного на этом сквиде, находилась на самом крутом участке сигнальной кривой?При \varphi_0=45^{\circ};\Phi_В=-5.3\Phi_0.Дополнительный магнитный поток \Phi_Д должен быть таким, чтобы аргумент 2\pi k,k\in Z:\varphi_0+2\pi(\Phi_C+\Phi_Д)\Phi_0=2\pi k, откуда \frac{\Phi_Д}{\Phi_0}=k-\frac{\Phi_C}{\Phi_0}-\frac{\varphi_0}{2\pi}, где целое число k следует выбрать так, чтобы \left |\frac{\Phi_Д}{\Phi_0}\right |\le 0.5. Значение \varphi_0 надо подставлять в радианах, а при подстановке в градусах делить его не на 2\pi, а на 360^{\circ}.

    Чувствительность сверхпроводящего магнитометра на сквиде с двумя переходами Джозефсона составляет 10-12 Тл. Какой минимальный градиент индукции магнитного поля можно зарегистрировать с помощью градиометра 1-го порядка, построенного на таком магнитометре, если расстояние \Delta z между плоскостями его выносных рамок составляет 1.2 мм.

    Чувствительность сверхпроводящего магнитометра на сквиде с двумя переходами Джозефсона составляет 5*10^{-5}\Phi_0. Рассчитайте минимальное изменение индукции магнитного поля, которое можно зарегистрировать с помощью такого магнитометра, если внутреннее отверстие его сквида представляет собой прямоугольник размерами: 150\times 200 нм. Используйте формулу связи между величиной магнитной индукции, площадью контура и магнитным потоком сквозь него: \Phi=BS.

    Считая одноквантовый импульс напряжения прямоугольным, рассчитайте его амплитуду при условии, что продолжительность импульса составляет 0,5 пс. (ответ введите в мВ с точностью до второго знака после запятой)

    Считая одноквантовый импульс напряжения треугольным, рассчитайте его амплитуду при условии, что продолжительность импульса составляет 1 пс. Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.

    Запишите, в какие состояния последовательно переходит сквид R-S БОК триггера и какие сигналы появляются на его выходе при заданном исходном состоянии и разных заданных последовательностях входных сигналов. Исходное состояние "0", последовательность входных сигналов – R, S, R, S, S, R.

    Ниже показаны временные диаграммы выходных одноквантовых импульсов БОК инвертора, начиная со второго такта работы. Вдоль горизонтали отложено время, штриховыми отрезками показаны моменты прихода тактовых импульсов. Запишите последовательность сигналов, которые поступали на вход инвертора в 1-7 тактах, начиная от первого такта работы.

    На два входа схемы дизъюнкции БОК логики в тактах 1-7 поступают указанные ниже сигналы. Запишите последовательность сигналов, появляющихся на выходе схемы во 2-8 тактах. 10, 10, 11, 00, 00, 01, 11.

    На два входа схемы конъюнкции БОК логики в 1-7 тактах поступают указанные ниже сигналы. Запишите последовательность сигналов, которые появляются на выходе схемы во 2-8 тактах. 01, 11, 00, 10, 11, 00, 10.

    Рассчитайте, сколько шунтированных переходов Джозефсона требуется для реализации указанных схем БОК логики: дизъюнкции на три входа.

    Рассчитайте минимальное время задержки сигналов схемой БОК логики для разных сверхпроводников: на основе Ni3Sn с \Delta = 2,79 мэВ. Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Во сколько раз диаметр 2-й электронной оболочки атома ксенона меньше диаметра 2-й электронной оболочки атома неона? Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Что является "остовом" атома кальция?

    Сколько общих пар электронов находится на связывающих молекулярных орбиталях в молекуле ацетилена (С_2Н_2)?

    На показаны структурные формулы молекул М1-М5, а на - структурные формулы других молекул. Выберите среди других молекул и запишите номера: изомеров к молекуле М1.

    Из приведенного ниже перечня разных атомно-молекулярных взаимодействий
  • взаимодействие "биологический рецептор – раздражитель",
  • взаимодействие "вирус – антитело",
  • взаимодействие комплементарных звеньев молекул,
  • взаимодействие комплементарных олигомеров,
  • взаимодействие краун-эфира с соответствующим ионом щелочного металла,
  • взаимодействие фермента с соответствующей ему молекулой,
  • электрическое взаимодействие отдельных дипольных моментов атомов или молекул,
  • координационное взаимодействие одновременно многих звеньев молекул,
  • магнитное взаимодействие отдельных магнитных моментов атомов и молекул,
  • отдельная водородная связь,
  • притяжение аниона к катиону,
  • укажите номера тех взаимодействий, которые могут быть использованы в люминесцентных молекулярных сенсорах.

    Попробуйте дать ответ на такой "интересный" вопрос: почему электроны с противоположно ориентированными спинами, находясь практически на одной и той же молекулярной орбитали, не мешают друг другу?

    Запишите свойства молекул, которые на Ваш взгляд могут быть использованы для построения: сенсоров.

    Оцените теоретически возможную плотность вентилей в логической сети из молекул, показанных на рисунке, если период расположения атомов углерода в молекуле составляет 0,154 нм, а часть площади, которую занимают молекулы в логической сети, составляет: 40%

    Какую приблизительно энергию должны иметь электроны на МО боковой группы атомов (например, NH_2 или NО_2), чтобы стать: акцепторами \pi-электронов при комнатных температурах?

    Пользуясь вольтамперной характеристикой экспериментального молекулярного транзистора, показанной на рисунке, оцените электрическое сопротивление этого транзистора, когда сквозь него течет ток 125 пА, а напряжение на его затворе составляет: -850 мВ

    Оцените размеры прозрачных электродов в пикселях жидкокристаллического телевизионного экрана с разрешающей способностью 5 линий/мм

    Вычислите суммарную энергию связи 4-х внешних электронов с "остовом" атома углерода в основном состоянии (ответ укажите в эВ). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Зная, что диаметр фуллерена C_{60} составляет приблизительно 0,9 нм, оцените диаметр фуллерена C_{960}. Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Сколько \pi-электронов имеет молекула K_3@C_{60}?

    Оцените, сколько \pi-электронов имеет однослойная УНТ диаметром 2,7 нм и длиной 1 мкм?

    Рассчитайте диаметр УНТ: с хиральностью \overrightarrow{s}=16\overrightarrow{a} (зигзаг). Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.

    При каком напряжении между УНТ и анодом напряженность электрического поля возле крышки УНТ превышает 1010 В/м, если: расстояние от крышки УНТ до анода составляет 2,1 мм, а диаметр УНТ – 1,6 нм?

    Пусть зависимость тока холодной эмиссии электронов из УНТ от напряженности внешнего электрического поля описывается формулой i = 6,2*10^{-17}\left|\overrightarrow{E}\right|\exp\left(-\frac{3,2*10^8}{\left|\overrightarrow{E}\right|}\right). Рассчитайте ток электронной эмиссии из крышки УНТ при условиях: напряжение на аноде составляет 15 В, а диаметр УНТ – 1,6 нм (ответ укажите в мкА). Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.

    Оцените возможное быстродействие комплементарной логики с использованием УНТ транзисторов, которые в переходном режиме могут пропускать электрический ток 2 мкА, при условиях, когда: напряжение питания составляет ± 1,5 В, а электрическая емкость, на которую нагружен выход логической схемы, C= 3 фФ . (ответ введите в нс). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Оцените энергию, рассеиваемую при переключении одного вентиля комплементарной логики, и среднюю мощность на вентиль при использовании УНТ транзисторов, которые в переходном режиме могут пропускать электрический ток 2 мкА, период поступления сигналов вдвое превышает время задержки при условиях, что:

    Плотность хранения информации в матрице УНТ флеш-памяти с зарядовыми ловушками определяется шагом расположения матричных шин. Оцените эту плотность, считая, что шаг расположения этих шин превышает проектно-технологическую норму (ПТН) в одном направлении в 6 раз, а в перпендикулярном направлении – в 4 раза, при условии, что: ПТН составляет 11 нм.

    Если наноэлектронные весы на УНТ имеют чувствительность 1,3*10-25 кг/Гц, то на сколько изменится частота колебаний УНТ, когда на нее осядет молекула фуллерена C_{72}? Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Оцените количество \pi-электронов в пленке графена площадью 25 см2.

    Оцените возможное быстродействие комплементарной логики с использованием полевых транзисторов на полосках графена, которые в переходном режиме могут пропускать электрический ток 1,5 мкА, при условиях, что: напряжение питания составляет ± 3 В, а электрическая емкость, на которую нагружен выход логической схемы, C= 50 аФ. (ответ укажите в пс)

    Какой диаметр имела УНТ, если после ее раскрытия образовалась полоска графена шириной 12,5 нм? (ответ укажите в нм). Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.

    Пусть базовому состоянию кубита |0\rangle на сфере Блоха соответствует вектор OE (\theta=\pi, см. рисунок), а состоянию |1\rangle – вектор OD (\theta=0). Запишите волновую функцию гибридного состояния кубита, соответствующего вектору Блоха с заданными угловыми координатами (\theta,\varphi). \varphi=-\pi/2;\; \theta=\pi/2

    Состояние кубита задано волновой функцией \Psi, выраженной через базисные волновые функции \Psi(|1\rangle) и \Psi(|0\rangle). Запишите волновую функцию того состояния кубита, в которое он перейдет в результате преобразования Адамара \widehat{H}. Если \Psi=i\frac{\sqrt{2}}{2}\Psi(|1\rangle) - i\frac{\sqrt{2}}{2}\Psi(|0\rangle).

    Пусть кубит находится в гибридном состоянии, которому на сфере Блоха соответствует вектор с угловыми координатами (\theta,\varphi). В какое состояние перейдет кубит после выполнения над ним указанной квантовой логической операции? Охарактеризуйте это новое состояние новыми значениями угловых координат (\widetilde{\theta},\widetilde{\varphi}). \varphi=\pi/3;\;\theta=\pi/3 после выполнения операции отрицания?

    На сколько разных подуровней расщепляется в магнитном поле каждый разрешенный энергетический уровень частицы со спином s= 7/2?

    Рассчитайте магнитный момент ядра ^{11}B, если энергетическое расстояние между уровнями его энергии, расщепленными в магнитном поле 2,4 Тл составляет 40,7 нэВ

    Рассчитайте гиромагнитное отношение для ядра ^{31}Р, если частота Раби для него в резонансном переменном поперечном магнитном поле амплитудой 20 мТл составляет 346 кГц. (ответ укажите в МГц/Тл). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Квантовый регистр на основе атомов ^{15}N, капсулированных внутри фуллерена C_60, размещен в постоянном градиентном магнитном поле. Можно считать, что градиент поля везде одинаков и кубиты расположены в линейку на одинаковых расстояниях. В точке расположения первого кубита индукция B = 1 Тл, а в точке расположения последнего B = 2,8 Тл. Рассчитайте разность в резонансных частотах ЭСР соседних кубитов, если: регистр состоит из 512 кубитов (ответ укажите в МГц)

    Рассчитайте время выполнения квантовой логической операции отрицания над электронным спиновым кубитом, если: индукция постоянного магнитного поля составляет 2,9 Тл, частота ЭСР 65,4 ГГц, амплитуда резонансного поперечного магнитного поля 32 мТл (ответ введите в пс).

    Считая, что удельная емкость перехода Джозефсона типа SIS составляет 5,2*10-2 Ф/м2, и она составляет 93% суммарной электрической емкости сверхпроводящего островка, рассчитайте: зарядовую энергию сверхпроводящего островка размерами 250 х 50 нм (ответ укажите в мкэВ)

    Рассчитайте, при каком потенциале на контролирующем электроде разность между наиболее низкими разрешенными энергетическими уровнями зарядового кубита будет наименьшей, если: электрическая емкость между сверхпроводящим островком и контролирующим электродом составляет 3,2*10-17 Ф? (ответ укажите в мВ). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Постройте график зависимости разрешенных уровней энергии зарядового кубита от потенциала на контролирующем электроде в координатах \frac{E_{\pm}}{E_{\textit{З}1}} при условии, что {E_{\textit{Д}/E_{\textit{З}1}}= 0,12

    Обозначим некоторые признаки сверхпроводящих кубитов на переходах Джозефсона (ПД) следующим образом. Число ПД в кубите: (А) 1; (Б) 2; (В) 3; (Г) 2 + один со структурой SFS. Соотношение джозефсоновской и зарядовой энергии: (а) E_{\textit{Д}>>E_{\textit{З}; (б) E_{\textit{Д}\approx E_{\textit{З}; (в) E_{\textit{З}>>E_{\textit{Д}; (г) E_{\textit{З}>>E_{\textit{Д} для одного и E_{\textit{Д}>>E_{\textit{З} – для других ПД. Какие из этих признаков характерны для сверхпроводящих кубитов: зарядовых? Укажите соответствующие обозначения (А, Б, В, Г и а, б, в, г), например (Б + а).

    Рассчитайте резонансную частоту СВЧ импульса, требуемого для выполнения квантовых логических операций над сверхпроводящим кубитом, если разность энергий для базовых квантовых состояний кубита составляет: 45 мкэВ. (ответ введите в ГГц). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Оцените протяжность пучности стоячей электромагнитной волны в микроволновом резонаторе, если резонансная частота составляет: 96 ГГц (ответ введите в мм). Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.

    Оцените, какой должна быть площадь сечения вертикального джозефсоновского интерферометра, чтобы магнитный поток сквозь его вертикальное отверстие достигал половины кванта магнитного потока \Phi_0 при заданной величине горизонтальной магнитной индукции B_Y. Какими должны быть высота и ширина отверстия при их соотношении 1:12? B_Y = 1,2 Тл?

    Оцените возможную плотность хранения информации в матрице молекулярной памяти, например, на основе молекул [2]-ротаксана, если для ее изготовления используют технологию с проектно-технологической нормой: 14 нм

    Обозначим некоторые признаки сверхпроводящих кубитов на переходах Джозефсона (ПД) следующим образом. Число ПД в кубите: (А) 1; (Б) 2; (В) 3; (Г) 2 + один со структурой SFS. Соотношение джозефсоновской и зарядовой энергии: (а) E_{\textit{Д}>>E_{\textit{З}; (б) E_{\textit{Д}\approx E_{\textit{З}; (в) E_{\textit{З}>>E_{\textit{Д}; (г) E_{\textit{З}>>E_{\textit{Д} для одного и E_{\textit{Д}>>E_{\textit{З} – для других ПД. Какие из этих признаков характерны для сверхпроводящих кубитов: фазовых? Укажите соответствующие обозначения (А, Б, В, Г и а, б, в, г), например (Б + а).

    Чтобы получить лучшее представление о чувствительности УНТ полевого транзистора с пленкой фоточувствительного полимера, рассчитайте, сколько квантов света (фотонов) нужно для того, чтобы транзистор открылся, если диаметр УНТ составляет 2,1 нм, длина канала транзистора 90 нм, длина волны света 457 нм, энергетическая интенсивность светового пучка 60 мкВт/мм2, а транзистор открывается спустя 1,6 мс после начала освещения?

    На два входа схемы конъюнкции БОК логики в 1-7 тактах поступают указанные ниже сигналы. Запишите последовательность сигналов, которые появляются на выходе схемы во 2-8 тактах. 11, 10, 01, 00, 00, 10, 01.

    Если наноэлектронные весы на УНТ имеют чувствительность 1,3*10-25 кг/Гц, то на сколько изменится частота колебаний УНТ, когда на нее осядет молекула металлофуллерена K_3@C_{60}? Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Какого диаметра полупроводниковые УНТ надо отобрать, чтобы ширина запрещенной зоны в них находилась в диапазоне: от 1,25 до 1,35 эВ?

    Оцените теоретически возможную плотность вентилей в логической сети из молекул, показанных на рисунке, если период расположения атомов углерода в молекуле составляет 0,154 нм, а часть площади, которую занимают молекулы в логической сети, составляет: 20%

    Рассчитайте какой должна быть длительность \pi/4-импульса резонансного поперечного переменного магнитного поля с частотой 35 МГц, если амплитуда колебаний вектора магнитной индукции в этом поле в 145 раз меньше индукции постоянного магнитного поля. (ответ укажите в нс)

    Оцените протяжность пучности стоячей электромагнитной волны в микроволновом резонаторе, если резонансная частота составляет: 125 ГГц (ответ введите в мм). Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.

    Попробуйте дать ответ на такой "интересный" вопрос: можно ли говорить о координате или импульсе электрона на молекулярной орбитали? Почему?

    Пусть базовому состоянию кубита |0\rangle на сфере Блоха соответствует вектор OE (\theta=\pi, см. рисунок), а состоянию |1\rangle – вектор OD (\theta=0). Запишите волновую функцию гибридного состояния кубита, соответствующего вектору Блоха с заданными угловыми координатами (\theta,\varphi). \varphi=\pi/3;\; \theta=\pi/3

    Из перечня наименований единиц измерения, которые применяются в атомно-молекулярном масштабе – ангстрем, а.е.м., дальтон, дебай, электрон-вольт, магнетон Бора, спин, – укажите единицу, применяемую для измерения: магнитного момента.

    Cпиновый кубит находится в базовом состоянии |0\rangle и должен быть переведен \pi-радиоимпульсом в смешанное состояние, которое описывается волновой функцией
    \frac{\sqrt{2}}{2} [\Psi(|1\rangle)+\Psi(|0\rangle)] \approx 0,70711\Psi(|1\rangle) + 0,70711\Psi(|0\rangle).
    Напишите выражение для волновой функции нового состояния кубита, в который он фактически перейдет, если длительность радиоимпульса будет на p\% короче расчетной.

    Попробуйте дать ответ на такой "интересный" вопрос: можно ли говорить об энергии электрона на молекулярной орбитали? Почему?

    Чувствительность сверхпроводящего магнитометра на сквиде с двумя переходами Джозефсона составляет 10-12 Тл. Какой минимальный градиент индукции магнитного поля можно зарегистрировать с помощью градиометра 1-го порядка, построенного на таком магнитометре, если расстояние \Delta z между плоскостями его выносных рамок составляет 200 нм.

    Запишите, в какие состояния последовательно переходит сквид R-S БОК триггера и какие сигналы появляются на его выходе при заданном исходном состоянии и разных заданных последовательностях входных сигналов. Исходное состояние "0", последовательность входных сигналов – R, R, S, R, S, R.

    Оцените энергию, рассеиваемую при переключении одного вентиля комплементарной логики, и среднюю мощность на вентиль при использовании УНТ транзисторов, которые в переходном режиме могут пропускать электрический ток 2 мкА, период поступления сигналов вдвое превышает время задержки при условиях, что:

    Во сколько раз диаметр 2-й электронной оболочки атома криптона меньше диаметра 2-й электронной оболочки атома аргона?

    Из приведенного ниже перечня разных атомно-молекулярных взаимодействий
  • взаимодействие "биологический рецептор – раздражитель",
  • взаимодействие "вирус – антитело",
  • взаимодействие комплементарных звеньев молекул,
  • взаимодействие комплементарных олигомеров,
  • взаимодействие краун-эфира с соответствующим ионом щелочного металла,
  • взаимодействие фермента с соответствующей ему молекулой,
  • электрическое взаимодействие отдельных дипольных моментов атомов или молекул,
  • координационное взаимодействие одновременно многих звеньев молекул,
  • магнитное взаимодействие отдельных магнитных моментов атомов и молекул,
  • отдельная водородная связь,
  • притяжение аниона к катиону,
  • укажите номера тех взаимодействий, которые могут быть использованы для построения молекулярных биосенсоров с люминесцентным маркером.

    В квантовом регистре, состоящем из двух кубитов, волновая функция первого в общем случае равна \Psi_1=A_1\Psi_1(|1\rangle) + B_1\Psi_1(|0\rangle), волновая функция второго равна \Psi_2=A_2\Psi_2(|1\rangle) + B_2\Psi_2(|0\rangle). Запишите выражение для волновой функции регистра в случае, когда второй кубит находится в базовом состоянии |1\rangle\;(A_2=1,B_2=0).

    Плотность хранения информации в матрице УНТ флеш-памяти с зарядовыми ловушками определяется шагом расположения матричных шин. Оцените эту плотность, считая, что шаг расположения этих шин превышает проектно-технологическую норму (ПТН) в одном направлении в 6 раз, а в перпендикулярном направлении – в 4 раза, при условии, что: ПТН составляет 45 нм.

    Оцените возможную плотность хранения информации в матрице молекулярной памяти, например, на основе молекул [2]-ротаксана, если для ее изготовления используют технологию с проектно-технологической нормой: 45 нм

    На показаны структурные формулы молекул М1-М5, а на - структурные формулы других молекул. Выберите среди других молекул и запишите номера: изомеров к молекуле М5.

    Рассчитайте, при каком потенциале на контролирующем электроде разность между наиболее низкими разрешенными энергетическими уровнями зарядового кубита будет наименьшей, если: электрическая емкость между сверхпроводящим островком и контролирующим электродом составляет 6,5*10-18 Ф? (ответ укажите в мВ). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Рассчитайте минимальное время задержки сигналов схемой БОК логики для разных сверхпроводников: на основе свинца с \Delta = 1,37 мэВ. Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Оцените собственное время переключения криотрона, у которого материал управляемой шины имеет в не сверхпроводящем состоянии удельное сопротивление \rho=1.2*10^{-9} Ом*м, толщина изоляционного слоя между шинами d_И=200нм и толщина управляющей шины d_y=250нм.

    Магнитный поток сквозь отверстие сквида с одним переходом Джозефсона (ПД) изменился на малую величину \Delta\Phi=0.018\Phi_0. Рассчитайте, как изменится разность фаз волновой функции куперовских пар электронов на ПД.При изменении магнитного потока сквозь отверстие сквида с одним переходом Джозефсона (ПД) на величину \Phi_0 фаза волновой функции изменяется на 2\pi. Поэтому при изменении магнитного потока на малую величину \Delta\Phi разность фаз изменяется на \Delta\varphi=2\pi\frac{\Delta\Phi}{\Phi_0}\mxox{(радиан)}=360*\frac{\Delta\Phi}{\Phi_0}\mxox{(градусов)}.

    На рисунке показана функциональная схема магнитометра постоянного тока на сквиде с двумя переходами Джозефсона. Расшифруйте сокращенное обозначение ТМП и коротко объясните его функциональное назначение.

    Сигнальная кривая сквида с двумя переходами Джозефсона описывается формулой U(мкВ)=450+320\sin(\varphi_0+2\pi\Phi_В/\Phi_0). Какой дополнительный магнитный поток следует подать в контур сквида через катушку обратной связи, чтобы рабочая точка магнитометра, построенного на этом сквиде, находилась на самом крутом участке сигнальной кривой?При \varphi_0=15';\Phi_В=15.5\Phi_0.Дополнительный магнитный поток \Phi_Д должен быть таким, чтобы аргумент 2\pi k,k\in Z:\varphi_0+2\pi(\Phi_C+\Phi_Д)\Phi_0=2\pi k, откуда \frac{\Phi_Д}{\Phi_0}=k-\frac{\Phi_C}{\Phi_0}-\frac{\varphi_0}{2\pi}, где целое число k следует выбрать так, чтобы \left |\frac{\Phi_Д}{\Phi_0}\right |\le 0.5. Значение \varphi_0 надо подставлять в радианах, а при подстановке в градусах делить его не на 2\pi, а на 360^{\circ}.

    Считая одноквантовый импульс напряжения прямоугольным, рассчитайте его амплитуду при условии, что продолжительность импульса составляет 0,2 пс. (ответ введите в мВ с точностью до первого знака после запятой)

    Ниже показаны временные диаграммы выходных одноквантовых импульсов БОК инвертора, начиная со второго такта работы. Вдоль горизонтали отложено время, штриховыми отрезками показаны моменты прихода тактовых импульсов. Запишите последовательность сигналов, которые поступали на вход инвертора в 1-7 тактах, начиная от первого такта работы.

    На два входа схемы дизъюнкции БОК логики в тактах 1-7 поступают указанные ниже сигналы. Запишите последовательность сигналов, появляющихся на выходе схемы во 2-8 тактах. 11, 10, 01, 00, 00, 10, 01.

    На два входа схемы конъюнкции БОК логики в 1-7 тактах поступают указанные ниже сигналы. Запишите последовательность сигналов, которые появляются на выходе схемы во 2-8 тактах. 00, 10, 01, 00, 00, 11, 00.

    Рассчитайте, сколько шунтированных переходов Джозефсона требуется для реализации указанных схем БОК логики: NAND на два входа.

    Рассчитайте минимальное время задержки сигналов схемой БОК логики для разных сверхпроводников: на основе GdFeAs(F) с \Delta = 10,7 мэВ. Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.

    Во сколько раз диаметр 1-й электронной оболочки атома криптона меньше диаметра его внешней электронной оболочки?

    Во сколько раз диаметр 1-й электронной оболочки атома криптона меньше диаметра 1-й электронной оболочки атома неона? Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Какую приблизительно энергию должны иметь электроны на МО боковой группы атомов (например, NH_2 или NО_2), чтобы стать: донорами \pi-электронов при температурах порядка 20 К?

    Пользуясь вольтамперной характеристикой экспериментального молекулярного транзистора, показанной на рисунке, оцените электрическое сопротивление этого транзистора, когда сквозь него течет ток 125 пА, а напряжение на его затворе составляет: -550 мВ

    Оцените размеры прозрачных электродов в пикселях жидкокристаллического телевизионного экрана с разрешающей способностью достаточной для того, чтобы на изображении высотой 400 мм были четко видны 720 строк телевидения повышенной четкости

    Оцените теоретически возможные размеры сети клеточных автоматов, построенных из молекул, изображенных на рисунке, если период расположения атомов углерода в молекуле составляет 0,154 нм: площадь процессора, состоящего из 32 млн. элементарных автоматов, если на них приходится 50% всей площади (ответ укажите в мкм2)

    На рисунке показана схема экспериментов для выявления возможных форм существования углерода. Что обозначено на этой схеме номерами: 4 и 5?

    Зная, что диаметр фуллерена C_{60} составляет приблизительно 0,9 нм, оцените диаметр фуллерена C_{240}. Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Сколько \pi-электронов имеет молекула C_{240}?

    Рассчитайте диаметр УНТ: с хиральностью \overrightarrow{s}=36\overrightarrow{a}+20\overrightarrow{b}. Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.

    Пользуясь вольтамперными характеристиками УНТ полевого транзистора, показанными на , оцените величину электрического тока, протекающего в закрытом и в открытом "плечах" триггера, собранного по схеме, показанной на , а также уровень напряжения на каждом из этих "плеч", если:

    Чтобы получить лучшее представление о чувствительности УНТ полевого транзистора с пленкой фоточувствительного полимера, рассчитайте, сколько квантов света (фотонов) нужно для того, чтобы транзистор открылся, если диаметр УНТ составляет 2,1 нм, длина канала транзистора 90 нм, длина волны света 457 нм, энергетическая интенсивность светового пучка 60 мкВт/мм2, а транзистор открывается спустя 400 мкс после начала освещения?

    Если наноэлектронные весы на УНТ имеют чувствительность 1,3*10-25 кг/Гц, то на сколько изменится частота колебаний УНТ, когда на нее осядет молекула краун-эфира C_{12}H_{24}O_6 вместе с захваченным ионом калия? Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Рассчитайте мощность электронного "луча" в каждом пикселе цветного плоского монитора на основе УНТ, если известны напряжение между анодом и катодом U и ток холодной эмиссии i. Оцените также энергетическую мощность излучения от одного пикселя такого экрана, если выход катодолюминесценции составляет 16%. U= 120 В, i= 1,5 мкА.

    Считая, что каждые 10 ГГц частотного диапазона позволяют каждую секунду передавать/принимать 1 Гбит информации, рассчитайте пропускную способность канала связи с использованием полевых транзисторов на основе графена, если радиоусилители на таких транзисторах обеспечивают возможность работы в частотной полосе шириной: 185 ГГц? Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Считая, что для передачи одного канала цифрового телевидения высокой четкости (HD канала) нужна частотная полоса шириной 125 МГц, рассчитайте: с помощью полевых транзисторов на основе графена максимальную частоту модуляции сигналов в волоконно-оптическом кабеле связи удалось повысить от 55 ГГц до 125 ГГц. Сколько HD каналов телевидения теоретически можно теперь дополнительно передавать через этот кабель?

    Оцените мощность, которая в среднем рассеивается на один вентиль комплементарной логики при использовании полевых транзисторов на полосках графена, которые в переходном режиме могут пропускать электрический ток 1,5 мкА, при условиях, что период поступления сигналов в 2,5 раза превышает время задержки и: напряжение питания составляет ± 4,5 В, а электрическая емкость, на которую нагружен выход логической схемы, C= 4 аФ. (ответ укажите в мкВт). Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.

    Какую чувствительность имеют наноэлектронные весы на упругой полоске графена, если при осаждении на нее молекулы флуоробифенила C_{28}H_{42}O_3F_2 частота колебаний полоски изменяется на 4,6 Гц? (ответ укажите в а.е.м./Гц)

    Какой вектор на сфере Блоха соответствует состоянию кубита, описываемому заданной волновой функцией \Psi? Укажите угловые координаты (\theta,\varphi) этого вектора. \Psi=\frac{\sqrt{3}}{2}\Psi(|1\rangle) + \frac12 \Psi(|1\rangle).

    Состояние кубита описывается волновой функцией \Psi, выраженной через базисные волновые функции \Psi(|1\rangle) и \Psi(|0\rangle). Рассчитайте вероятности считывания состояний |1\rangle и |0\rangle классическим бистабильным считывающим устройством в случаях, когда: \Psi=\frac{-1+i}{\sqrt{5}}\Psi(|0\rangle)-\frac{\sqrt{2}-i}{\sqrt{5}}\Psi(|1\rangle).

    Сравните среднее число операций, требуемое для поиска в неструктурированной базе данных с помощью классического процессора и с помощью квантового процессора с алгоритмом Гровера в случае, когда: число записей N= 10^4

    Рассчитайте частоту прецессии в магнитном поле 3,2 Тл магнитного момента ядра ^{13}C, если его гиромагнитное отношение равно 10,71 МГц/Тл. (ответ введите в МГц). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Рассчитайте амплитуду резонансного поперечного переменного магнитного поля с частотой 35 МГц, если продолжительность пи-импульса такого поля составляет 1,5 мкс, а постоянное магнитное поле имеет индукцию 2,4 Тл. (ответ укажите в МТл). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Квантовый регистр на основе атомов ^{15}N, капсулированных внутри фуллерена C_60, размещен в постоянном градиентном магнитном поле. Можно считать, что градиент поля везде одинаков и кубиты расположены в линейку на одинаковых расстояниях. В точке расположения первого кубита индукция B = 1 Тл, а в точке расположения последнего B = 2,8 Тл. Рассчитайте разность в резонансных частотах ЭСР соседних кубитов, если: регистр состоит из 256 кубитов (ответ укажите в МГц)

    Cпиновый кубит находится в базовом состоянии |0\rangle и должен быть переведен \pi-радиоимпульсом в смешанное состояние, которое описывается волновой функцией
    \frac{\sqrt{2}}{2} [\Psi(|1\rangle)+\Psi(|0\rangle)] \approx 0,70711\Psi(|1\rangle) + 0,70711\Psi(|0\rangle).
    Напишите выражение для волновой функции нового состояния кубита, в который он фактически перейдет, если длительность радиоимпульса будет на p\% короче расчетной.

    Постройте график зависимости разрешенных уровней энергии зарядового кубита от потенциала на контролирующем электроде в координатах \frac{E_{\pm}}{E_{\textit{З}1}} при условии, что {E_{\textit{Д}/E_{\textit{З}1}}= 0,2

    Оцените, какой должна быть площадь сечения вертикального джозефсоновского интерферометра, чтобы магнитный поток сквозь его вертикальное отверстие достигал половины кванта магнитного потока \Phi_0 при заданной величине горизонтальной магнитной индукции B_Y. Какими должны быть высота и ширина отверстия при их соотношении 1:12? B_Y = 2,2 Тл?

    Оцените (в долях электрон-вольта) среднюю энергию теплового движения частиц при сверхнизких температурах: при 0,002 К = 2 мК (ответ введите в нэВ)

    Какого диаметра полупроводниковые УНТ надо отобрать, чтобы ширина запрещенной зоны в них находилась в диапазоне: от 0,8 до 0,85 эВ?

    Сравните среднее число операций, требуемое для поиска в неструктурированной базе данных с помощью классического процессора и с помощью квантового процессора с алгоритмом Гровера в случае, когда: число записей N= 10^6

    Сколько \pi-электронов имеет молекула C_{72}?

    Магнитный поток сквозь отверстие сквида с одним переходом Джозефсона (ПД) изменился на малую величину \Delta\Phi=0.0037\Phi_0. Рассчитайте, как изменится разность фаз волновой функции куперовских пар электронов на ПД.При изменении магнитного потока сквозь отверстие сквида с одним переходом Джозефсона (ПД) на величину \Phi_0 фаза волновой функции изменяется на 2\pi. Поэтому при изменении магнитного потока на малую величину \Delta\Phi разность фаз изменяется на \Delta\varphi=2\pi\frac{\Delta\Phi}{\Phi_0}\mxox{(радиан)}=360*\frac{\Delta\Phi}{\Phi_0}\mxox{(градусов)}.

    Сколько различных атомных орбиталей имеется: на 5-й электронной оболочке атома?

    Сколько общих пар электронов находится на связывающих молекулярных орбиталях в молекуле воды (Н_2О)?

    Оцените мощность, которая в среднем рассеивается на один вентиль комплементарной логики при использовании полевых транзисторов на полосках графена, которые в переходном режиме могут пропускать электрический ток 1,5 мкА, при условиях, что период поступления сигналов в 2,5 раза превышает время задержки и: напряжение питания составляет ± 3 В, а электрическая емкость, на которую нагружен выход логической схемы, C= 50 аФ. (ответ укажите в мкВт). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    При каком напряжении между УНТ и анодом напряженность электрического поля возле крышки УНТ превышает 1010 В/м, если: расстояние от крышки УНТ до анода составляет 0,5 мм, а диаметр УНТ – 2,7 нм?

    Зная, что диаметр фуллерена C_{60} составляет приблизительно 0,9 нм, оцените диаметр фуллерена C_{20}. Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.

    Рассчитайте мощность электронного "луча" в каждом пикселе цветного плоского монитора на основе УНТ, если известны напряжение между анодом и катодом U и ток холодной эмиссии i. Оцените также энергетическую мощность излучения от одного пикселя такого экрана, если выход катодолюминесценции составляет 16%. U= 50 В, i= 2,5 мкА.

    Чувствительность сверхпроводящего магнитометра на сквиде с двумя переходами Джозефсона составляет 5*10^{-5}\Phi_0. Рассчитайте минимальное изменение индукции магнитного поля, которое можно зарегистрировать с помощью такого магнитометра, если внутреннее отверстие его сквида представляет собой прямоугольник размерами: 800\times 1200 нм. Используйте формулу связи между величиной магнитной индукции, площадью контура и магнитным потоком сквозь него: \Phi=BS.

    Магнитный поток сквозь отверстие сквида с одним переходом Джозефсона (ПД) изменился на малую величину \Delta\Phi=0.00075\Phi_0. Рассчитайте, как изменится разность фаз волновой функции куперовских пар электронов на ПД.При изменении магнитного потока сквозь отверстие сквида с одним переходом Джозефсона (ПД) на величину \Phi_0 фаза волновой функции изменяется на 2\pi. Поэтому при изменении магнитного потока на малую величину \Delta\Phi разность фаз изменяется на \Delta\varphi=2\pi\frac{\Delta\Phi}{\Phi_0}\mxox{(радиан)}=360*\frac{\Delta\Phi}{\Phi_0}\mxox{(градусов)}.

    Чувствительность сверхпроводящего магнитометра на сквиде с двумя переходами Джозефсона составляет 5*10^{-5}\Phi_0. Рассчитайте минимальное изменение индукции магнитного поля, которое можно зарегистрировать с помощью такого магнитометра, если внутреннее отверстие его сквида представляет собой прямоугольник размерами: 400\times 500 нм. Используйте формулу связи между величиной магнитной индукции, площадью контура и магнитным потоком сквозь него: \Phi=BS.

    Считая одноквантовый импульс напряжения прямоугольным, рассчитайте его амплитуду при условии, что продолжительность импульса составляет 2 пс. (ответ введите в мВ с точностью до второго знака после запятой)

    Запишите, в какие состояния последовательно переходит сквид R-S БОК триггера и какие сигналы появляются на его выходе при заданном исходном состоянии и разных заданных последовательностях входных сигналов. Исходное состояние "0", последовательность входных сигналов – S, R, S, R, S, S.

    Во сколько раз диаметр 1-й электронной оболочки атома аргона больше диаметра 1-й электронной оболочки атома криптона?

    Что является "остовом" атома алюминия?

    Из приведенного ниже перечня разных атомно-молекулярных взаимодействий
  • взаимодействие "биологический рецептор – раздражитель",
  • взаимодействие "вирус – антитело",
  • взаимодействие комплементарных звеньев молекул,
  • взаимодействие комплементарных олигомеров,
  • взаимодействие краун-эфира с соответствующим ионом щелочного металла,
  • взаимодействие фермента с соответствующей ему молекулой,
  • электрическое взаимодействие отдельных дипольных моментов атомов или молекул,
  • координационное взаимодействие одновременно многих звеньев молекул,
  • магнитное взаимодействие отдельных магнитных моментов атомов и молекул,
  • отдельная водородная связь,
  • притяжение аниона к катиону,
  • укажите номера тех взаимодействий, которые могут быть использованы в иммунохроматографическом анализе.

    Запишите свойства молекул, которые на Ваш взгляд могут быть использованы для построения: устройств логической обработки информации.

    Пользуясь вольтамперной характеристикой экспериментального молекулярного транзистора, показанной на рисунке, оцените электрическое сопротивление этого транзистора, когда сквозь него течет ток 125 пА, а напряжение на его затворе составляет: -1000 мВ

    Какого диаметра полупроводниковые УНТ надо отобрать, чтобы ширина запрещенной зоны в них находилась в диапазоне: от 1,05 до 1,15 эВ?

    Пользуясь вольтамперными характеристиками УНТ полевого транзистора, показанными на , оцените величину электрического тока, протекающего в закрытом и в открытом "плечах" триггера, собранного по схеме, показанной на , а также уровень напряжения на каждом из этих "плеч", если:

    Оцените возможное быстродействие комплементарной логики с использованием УНТ транзисторов, которые в переходном режиме могут пропускать электрический ток 2 мкА, при условиях, когда: напряжение питания составляет ± 1,2 В, а электрическая емкость, на которую нагружен выход логической схемы, C= 500 аФ. (ответ введите в пс)

    Чтобы получить лучшее представление о чувствительности УНТ полевого транзистора с пленкой фоточувствительного полимера, рассчитайте, сколько квантов света (фотонов) нужно для того, чтобы транзистор открылся, если диаметр УНТ составляет 2,1 нм, длина канала транзистора 90 нм, длина волны света 457 нм, энергетическая интенсивность светового пучка 60 мкВт/мм2, а транзистор открывается спустя 25 мс после начала освещения?

    Оцените количество \pi-электронов в пленке графена площадью 600 мкм2.

    Известно, что при отжиге пленок графана в атмосфере аргона при 425^{\circ}C атомы водорода отсоединяются. Оцените, сколько молекул водорода образуется при отжиге пленки графана площадью 3,6 мм2

    Какой диаметр имела УНТ, если после ее раскрытия образовалась полоска графена шириной 5,4 нм? (ответ укажите в нм). Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.

    Пусть базовому состоянию кубита |0\rangle на сфере Блоха соответствует вектор OE (\theta=\pi, см. рисунок), а состоянию |1\rangle – вектор OD (\theta=0). Запишите волновую функцию гибридного состояния кубита, соответствующего вектору Блоха с заданными угловыми координатами (\theta,\varphi). \varphi=-\pi/2;\; \theta=\pi/3

    Какой вектор на сфере Блоха соответствует состоянию кубита, описываемому заданной волновой функцией \Psi? Укажите угловые координаты (\theta,\varphi) этого вектора. \Psi=-\frac{\sqrt{2}}{2}\Psi(|1\rangle) - \frac{\sqrt{2}}{2}\Psi(|0\rangle).

    В квантовом регистре, состоящем из двух кубитов, волновая функция первого в общем случае равна \Psi_1=A_1\Psi_1(|1\rangle) + B_1\Psi_1(|0\rangle), волновая функция второго равна \Psi_2=A_2\Psi_2(|1\rangle) + B_2\Psi_2(|0\rangle). Запишите выражение для волновой функции регистра в случае, когда первый кубит находится в базовом состоянии |0\rangle\;(A_1=0,B_1=1).

    Пусть имеется пара из двух слабо связанных между собой кубитов. Первый из них находится в гибридном состоянии, которому на сфере Блоха соответствует вектор с угловыми координатами \theta_1,\varphi_1, а второй – в гибридном состоянии, которому на сфере Блоха соответствует вектор с угловыми координатами \theta_2,\varphi_2. Кубиты находятся в гибридном состоянии (\varphi_1=-\pi/2;\; \theta_1=0);\; (\varphi_2=\pi;\; \theta_2=2\pi/3). В какое состояние перейдут эти кубиты после выполнения операции C_{NOT}, если управляющим является первый кубит? Охарактеризуйте это новое состояние новыми значениями угловых координат (\widetilde{\theta_1},\widetilde{\varphi_1}) и (\widetilde{\theta_2},\widetilde{\varphi_2}).

    Рассчитайте магнитный момент ядра ^{13}C, если энергетическое расстояние между уровнями его энергии, расщепленными в магнитном поле 2,5 Тл составляет 98,5 нэВ

    Считая, что удельная емкость перехода Джозефсона типа SIS составляет 5,2*10-2 Ф/м2, и она составляет 93% суммарной электрической емкости сверхпроводящего островка, рассчитайте: зарядовую энергию сверхпроводящего островка размерами 500 х 100 нм (ответ укажите в мкэВ)

    Постройте график зависимости разрешенных уровней энергии зарядового кубита от потенциала на контролирующем электроде в координатах \frac{E_{\pm}}{E_{\textit{З}1}} при условии, что {E_{\textit{Д}/E_{\textit{З}1}}= 0,16

    Рассчитайте резонансную частоту СВЧ импульса, требуемого для выполнения квантовых логических операций над сверхпроводящим кубитом, если разность энергий для базовых квантовых состояний кубита составляет: 80 мкэВ. (ответ введите в ГГц). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Оцените, какой должна быть площадь сечения вертикального джозефсоновского интерферометра, чтобы магнитный поток сквозь его вертикальное отверстие достигал половины кванта магнитного потока \Phi_0 при заданной величине горизонтальной магнитной индукции B_Y. Какими должны быть высота и ширина отверстия при их соотношении 1:12? B_Y = 0,2 Тл?

    Оцените (в долях электрон-вольта) среднюю энергию теплового движения частиц при сверхнизких температурах: при 0,2 К (ответ введите в мкэВ)

    Обозначим некоторые признаки сверхпроводящих кубитов на переходах Джозефсона (ПД) следующим образом. Число ПД в кубите: (А) 1; (Б) 2; (В) 3; (Г) 2 + один со структурой SFS. Соотношение джозефсоновской и зарядовой энергии: (а) E_{\textit{Д}>>E_{\textit{З}; (б) E_{\textit{Д}\approx E_{\textit{З}; (в) E_{\textit{З}>>E_{\textit{Д}; (г) E_{\textit{З}>>E_{\textit{Д} для одного и E_{\textit{Д}>>E_{\textit{З} – для других ПД. Какие из этих признаков характерны для сверхпроводящих кубитов:зарядово-фазовых? Укажите соответствующие обозначения (А, Б, В, Г и а, б, в, г), например (Б + а).

    На два входа схемы дизъюнкции БОК логики в тактах 1-7 поступают указанные ниже сигналы. Запишите последовательность сигналов, появляющихся на выходе схемы во 2-8 тактах. 00, 01, 11, 00, 10, 10, 00.

    На два входа схемы конъюнкции БОК логики в 1-7 тактах поступают указанные ниже сигналы. Запишите последовательность сигналов, которые появляются на выходе схемы во 2-8 тактах. 00, 01, 11, 00, 10, 10, 00.

    Оцените (в долях электрон-вольта) среднюю энергию теплового движения частиц при сверхнизких температурах: при 0,0002 К = 200 мкК (ответ введите в нэВ)

    Считая, что удельная емкость перехода Джозефсона типа SIS составляет 5,2*10-2 Ф/м2, и она составляет 93% суммарной электрической емкости сверхпроводящего островка, рассчитайте: зарядовую энергию сверхпроводящего островка размерами 150 х 32 нм (ответ укажите в мэВ). Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.

    Рассчитайте мощность электронного "луча" в каждом пикселе цветного плоского монитора на основе УНТ, если известны напряжение между анодом и катодом U и ток холодной эмиссии i. Оцените также энергетическую мощность излучения от одного пикселя такого экрана, если выход катодолюминесценции составляет 16%. U= 80 В, i= 1,6 мкА.

    Из перечня наименований единиц измерения, которые применяются в атомно-молекулярном масштабе – ангстрем, а.е.м., дальтон, дебай, электрон-вольт, магнетон Бора, спин, – укажите единицу, применяемую для измерения: электрического дипольного момента.

    Какую чувствительность имеют наноэлектронные весы на упругой полоске графена, если при осаждении на нее молекулы краун-эфира C_{12}H_{24}O_6 (вместе с захваченным ионом калия) частота колебаний полоски изменяется на 2,9 Гц? (ответ укажите в а.е.м./Гц)

    Оцените возможное быстродействие комплементарной логики с использованием УНТ транзисторов, которые в переходном режиме могут пропускать электрический ток 2 мкА, при условиях, когда: напряжение питания составляет ± 1,2 В, а электрическая емкость, на которую нагружен выход логической схемы, C= 50 фФ. (ответ введите в нс)

    На два входа схемы дизъюнкции БОК логики в тактах 1-7 поступают указанные ниже сигналы. Запишите последовательность сигналов, появляющихся на выходе схемы во 2-8 тактах. 00, 10, 01, 00, 00, 11, 00.

    На сколько разных подуровней расщепляется в магнитном поле каждый разрешенный энергетический уровень частицы со спином s= 9/2?

    Оцените собственное время переключения криотрона, у которого материал управляемой шины имеет в не сверхпроводящем состоянии удельное сопротивление \rho=4.2*10^{-9} Ом*м, толщина изоляционного слоя между шинами d_И=450нм и толщина управляющей шины d_y=540нм.

    На рисунке показана логическая схема на криотронах. Какую логическую функцию выполняет соответствующая схема?

    Ниже показаны временные диаграммы выходных одноквантовых импульсов БОК инвертора, начиная со второго такта работы. Вдоль горизонтали отложено время, штриховыми отрезками показаны моменты прихода тактовых импульсов. Запишите последовательность сигналов, которые поступали на вход инвертора в 1-7 тактах, начиная от первого такта работы.

    Рассчитайте, сколько шунтированных переходов Джозефсона требуется для реализации указанных схем БОК логики: конъюнкции на три входа.

    Сколько различных атомных орбиталей имеется: на электронной подоболочке 5-й электронной оболочки атома с l=4?

    Что является "остовом" атома рубидия?

    Оцените возможную плотность хранения информации в матрице молекулярной памяти, например, на основе молекул [2]-ротаксана, если для ее изготовления используют технологию с проектно-технологической нормой: 90 нм

    Оцените размеры прозрачных электродов в пикселях жидкокристаллического телевизионного экрана с разрешающей способностью достаточной для того, чтобы на изображении высотой 300 мм были четко видны все 625 строк

    Пусть зависимость тока холодной эмиссии электронов из УНТ от напряженности внешнего электрического поля описывается формулой i = 6,2*10^{-17}\left|\overrightarrow{E}\right|\exp\left(-\frac{3,2*10^8}{\left|\overrightarrow{E}\right|}\right). Рассчитайте ток электронной эмиссии из крышки УНТ при условиях: напряжение на аноде составляет 20 В, а диаметр УНТ – 2,7 нм (ответ укажите в нА)

    Какого диаметра полупроводниковые УНТ надо отобрать, чтобы ширина запрещенной зоны в них находилась в диапазоне: от 1,4 до 1,45 эВ?

    Рассчитайте мощность электронного "луча" в каждом пикселе цветного плоского монитора на основе УНТ, если известны напряжение между анодом и катодом U и ток холодной эмиссии i. Оцените также энергетическую мощность излучения от одного пикселя такого экрана, если выход катодолюминесценции составляет 16%. U= 75 В, i= 2,4 мкА.

    Какой вектор на сфере Блоха соответствует состоянию кубита, описываемому заданной волновой функцией \Psi? Укажите угловые координаты (\theta,\varphi) этого вектора. \Psi=\frac{\sqrt{2}}{2}\Psi(|1\rangle) + \frac{\sqrt{2}}{2}\Psi(|0\rangle).

    Состояние кубита задано волновой функцией \Psi, выраженной через базисные волновые функции \Psi(|1\rangle) и \Psi(|0\rangle). Запишите волновую функцию того состояния кубита, в которое он перейдет в результате преобразования Адамара \widehat{H}. Если \Psi=\frac{\sqrt{3}}{2}\Psi(|0\rangle) + \frac{1}{2}\Psi(|1\rangle).

    Пусть имеется пара из двух слабо связанных между собой кубитов. Первый из них находится в гибридном состоянии, которому на сфере Блоха соответствует вектор с угловыми координатами \theta_1,\varphi_1, а второй – в гибридном состоянии, которому на сфере Блоха соответствует вектор с угловыми координатами \theta_2,\varphi_2. Кубиты находятся в гибридном состоянии (\varphi_1=-\pi/2;\; \theta_1=0);\; (\varphi_2=\pi;\; \theta_2=2\pi/3). Запишите выражение для волновой функции регистра после выполнения операции C_{NOT}, если управляющим является первый кубит?

    Рассчитайте гиромагнитное отношение для ядра ^{15}N, если частота его прецессии в магнитном поле 2,34 Тл составляет 10,14 МГц.(ответ введите в МГц/Тл). Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.

    Квантовый регистр на основе атомов ^{15}N, капсулированных внутри фуллерена C_60, размещен в постоянном градиентном магнитном поле. Можно считать, что градиент поля везде одинаков и кубиты расположены в линейку на одинаковых расстояниях. В точке расположения первого кубита индукция B = 1 Тл, а в точке расположения последнего B = 2,8 Тл. Рассчитайте разность в резонансных частотах ЭСР соседних кубитов, если: регистр составлен из 128 кубитов (ответ укажите в МГц)

    Cпиновый кубит находится в базовом состоянии |0\rangle и должен быть переведен \pi-радиоимпульсом в смешанное состояние, которое описывается волновой функцией
    \frac{\sqrt{2}}{2} [\Psi(|1\rangle)+\Psi(|0\rangle)] \approx 0,70711\Psi(|1\rangle) + 0,70711\Psi(|0\rangle).
    Напишите выражение для волновой функции нового состояния кубита, в который он фактически перейдет, если длительность радиоимпульса будет на p\% короче расчетной.

    Рассчитайте резонансную частоту СВЧ импульса, требуемого для выполнения квантовых логических операций над сверхпроводящим кубитом, если разность энергий для базовых квантовых состояний кубита составляет: 145 мкэВ. (ответ введите в ГГц). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Состояние кубита описывается волновой функцией \Psi, выраженной через базисные волновые функции \Psi(|1\rangle) и \Psi(|0\rangle). Рассчитайте вероятности считывания состояний |1\rangle и |0\rangle классическим бистабильным считывающим устройством в случаях, когда: \Psi=\frac{\sqrt{3}}{2}i\Psi(|1\rangle)-\frac12 i\Psi(|0\rangle).

    Во сколько раз диаметр 2-й электронной оболочки атома ксенона меньше диаметра его внешней электронной оболочки? Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.

    Пусть кубит находится в гибридном состоянии, которому на сфере Блоха соответствует вектор с угловыми координатами (\theta,\varphi). В какое состояние перейдет кубит после выполнения над ним указанной квантовой логической операции? Охарактеризуйте это новое состояние новыми значениями угловых координат (\widetilde{\theta},\widetilde{\varphi}). \varphi=-\pi/2;\;\theta=\pi/2 после выполнения операции отрицания?

    Рассчитайте напряжение, приложенное к переходу Джозефсона (ПД), и величину постоянного (не сверхпроводящего) электрического тока, протекающего через ПД, если известна частота f=2.3ГГц джозефсоновской генерации на переходе и электрическое сопротивление R=65ОмПД для не сверхпроводящего тока.Учтите, что частота f связана с круговой частотой \omega в формуле (13.8) соотношением \omega=2\pi f.

    Сигнальная кривая сквида с двумя переходами Джозефсона описывается формулой U(мкВ)=450+320\sin(\varphi_0+2\pi\Phi_В/\Phi_0). Какой дополнительный магнитный поток следует подать в контур сквида через катушку обратной связи, чтобы рабочая точка магнитометра, построенного на этом сквиде, находилась на самом крутом участке сигнальной кривой?При \varphi_0=-15^{\circ};\Phi_В=25.2\Phi_0.Дополнительный магнитный поток \Phi_Д должен быть таким, чтобы аргумент 2\pi k,k\in Z:\varphi_0+2\pi(\Phi_C+\Phi_Д)\Phi_0=2\pi k, откуда \frac{\Phi_Д}{\Phi_0}=k-\frac{\Phi_C}{\Phi_0}-\frac{\varphi_0}{2\pi}, где целое число k следует выбрать так, чтобы \left |\frac{\Phi_Д}{\Phi_0}\right |\le 0.5. Значение \varphi_0 надо подставлять в радианах, а при подстановке в градусах делить его не на 2\pi, а на 360^{\circ}.

    Считая одноквантовый импульс напряжения треугольным, рассчитайте его амплитуду при условии, что продолжительность импульса составляет 0,2 пс. Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Рассчитайте, сколько шунтированных переходов Джозефсона требуется для реализации указанных схем БОК логики: конъюнкции на четыре входа.

    Во сколько раз диаметр 3-й электронной оболочки атома ксенона меньше диаметра его внешней электронной оболочки? Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.

    Сколько общих пар электронов находится на связывающих молекулярных орбиталях в молекуле этилена (С_2Н_4)?

    Из приведенного ниже перечня разных атомно-молекулярных взаимодействий
  • взаимодействие "биологический рецептор – раздражитель",
  • взаимодействие "вирус – антитело",
  • взаимодействие комплементарных звеньев молекул,
  • взаимодействие комплементарных олигомеров,
  • взаимодействие краун-эфира с соответствующим ионом щелочного металла,
  • взаимодействие фермента с соответствующей ему молекулой,
  • электрическое взаимодействие отдельных дипольных моментов атомов или молекул,
  • координационное взаимодействие одновременно многих звеньев молекул,
  • магнитное взаимодействие отдельных магнитных моментов атомов и молекул,
  • отдельная водородная связь,
  • притяжение аниона к катиону,
  • укажите номера тех взаимодействий, которые могут быть использованы для молекулярного распознавания.

    Какую приблизительно энергию должны иметь электроны на МО боковой группы атомов (например, NH_2 или NО_2), чтобы стать: донорами \pi-электронов при комнатных температурах?

    Вычислите суммарную энергию связи 4-х внешних электронов с "остовом" атома углерода в состоянии sp^2-гибридизации (ответ укажите в эВ). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Оцените энергию, рассеиваемую при переключении одного вентиля комплементарной логики, и среднюю мощность на вентиль при использовании УНТ транзисторов, которые в переходном режиме могут пропускать электрический ток 2 мкА, период поступления сигналов вдвое превышает время задержки при условиях, что:

    Чтобы получить лучшее представление о чувствительности УНТ полевого транзистора с пленкой фоточувствительного полимера, рассчитайте, сколько квантов света (фотонов) нужно для того, чтобы транзистор открылся, если диаметр УНТ составляет 2,1 нм, длина канала транзистора 90 нм, длина волны света 457 нм, энергетическая интенсивность светового пучка 60 мкВт/мм2, а транзистор открывается спустя 6,4 мс после начала освещения?

    Считая, что каждые 10 ГГц частотного диапазона позволяют каждую секунду передавать/принимать 1 Гбит информации, рассчитайте пропускную способность канала связи с использованием полевых транзисторов на основе графена, если радиоусилители на таких транзисторах обеспечивают возможность работы в частотной полосе шириной: 216 ГГц? Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Оцените возможное быстродействие комплементарной логики с использованием полевых транзисторов на полосках графена, которые в переходном режиме могут пропускать электрический ток 1,5 мкА, при условиях, что: напряжение питания составляет ± 4,5 В, а электрическая емкость, на которую нагружен выход логической схемы, C= 4 аФ. (ответ укажите в пс)

    Состояние кубита описывается волновой функцией \Psi, выраженной через базисные волновые функции \Psi(|1\rangle) и \Psi(|0\rangle). Рассчитайте вероятности считывания состояний |1\rangle и |0\rangle классическим бистабильным считывающим устройством в случаях, когда: \Psi=-\frac{-1+i\sqrt{3}}{4}\Psi(|0\rangle)-\frac{\sqrt{3}+3i}{4} \Psi(|1\rangle).

    Состояние кубита задано волновой функцией \Psi, выраженной через базисные волновые функции \Psi(|1\rangle) и \Psi(|0\rangle). Запишите волновую функцию того состояния кубита, в которое он перейдет в результате преобразования Адамара \widehat{H}. Если \Psi=\frac{\sqrt{2}}{2}\Psi(|1\rangle) + \frac{\sqrt{2}}{2}\Psi(|0\rangle).

    Рассчитайте резонансную частоту СВЧ импульса, требуемого для выполнения квантовых логических операций над сверхпроводящим кубитом, если разность энергий для базовых квантовых состояний кубита составляет: 270 мкэВ. (ответ введите в ГГц). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Сравните среднее число операций, требуемое для поиска в неструктурированной базе данных с помощью классического процессора и с помощью квантового процессора с алгоритмом Гровера в случае, когда: число записей N= 10^5

    На рисунке показана функциональная схема магнитометра постоянного тока на сквиде с двумя переходами Джозефсона. Расшифруйте сокращенное обозначение КОС и коротко объясните его функциональное назначение.

    Оцените (в долях электрон-вольта) среднюю энергию теплового движения частиц при сверхнизких температурах: при 0,02 К = 20 мК (ответ введите в мкэВ). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Оцените возможную плотность хранения информации в матрице молекулярной памяти, например, на основе молекул [2]-ротаксана, если для ее изготовления используют технологию с проектно-технологической нормой: 32 нм

    Зная, что диаметр фуллерена C_{60} составляет приблизительно 0,9 нм, оцените диаметр фуллерена C_{540}. Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Оцените, сколько \pi-электронов имеет однослойная УНТ диаметром 1,8 нм и длиной 6,7 мкм?

    Если наноэлектронные весы на УНТ имеют чувствительность 1,3*10-25 кг/Гц, то на сколько изменится частота колебаний УНТ, когда на нее осядет молекула аспирина C_9H_8O_4? Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Оцените количество \pi-электронов в пленке графена площадью 3,6 мм2.

    Известно, что при отжиге пленок графана в атмосфере аргона при 425^{\circ}C атомы водорода отсоединяются. Оцените, сколько молекул водорода образуется при отжиге пленки графана площадью 0,54 мм2

    Считая, что каждые 10 ГГц частотного диапазона позволяют каждую секунду передавать/принимать 1 Гбит информации, рассчитайте пропускную способность канала связи с использованием полевых транзисторов на основе графена, если радиоусилители на таких транзисторах обеспечивают возможность работы в частотной полосе шириной: 96 ГГц? Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Оцените возможное быстродействие комплементарной логики с использованием полевых транзисторов на полосках графена, которые в переходном режиме могут пропускать электрический ток 1,5 мкА, при условиях, что: напряжение питания составляет ± 4,5 В, а электрическая емкость, на которую нагружен выход логической схемы, C= 20 аФ. (ответ укажите в пс)

    Какой диаметр имела УНТ, если после ее раскрытия образовалась полоска графена шириной 8,6 нм? (ответ укажите в нм). Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.

    Пусть имеется пара из двух слабо связанных между собой кубитов. Первый из них находится в гибридном состоянии, которому на сфере Блоха соответствует вектор с угловыми координатами \theta_1,\varphi_1, а второй – в гибридном состоянии, которому на сфере Блоха соответствует вектор с угловыми координатами \theta_2,\varphi_2. Кубиты находятся в гибридном состоянии (\varphi_1=-\pi/2;\; \theta_1=\pi/2);\; (\varphi_2=\pi;\; \theta_2=2\pi/3). В какое состояние перейдут эти кубиты после выполнения операции SWAP? Охарактеризуйте это новое состояние новыми значениями угловых координат (\widetilde{\theta_1},\widetilde{\varphi_1}) и (\widetilde{\theta_2},\widetilde{\varphi_2}).

    Каждый из разрешенных энергетических уровней частицы в магнитном поле расщепился на 9 подуровней. Какой спин имеет эта частица?

    Оцените протяжность пучности стоячей электромагнитной волны в микроволновом резонаторе, если резонансная частота составляет: 32 ГГц (ответ введите в мм). Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.

    В квантовом регистре, состоящем из двух кубитов, волновая функция первого в общем случае равна \Psi_1=A_1\Psi_1(|1\rangle) + B_1\Psi_1(|0\rangle), волновая функция второго равна \Psi_2=A_2\Psi_2(|1\rangle) + B_2\Psi_2(|0\rangle). Запишите выражение для базисных волновых функций \Psi(|01\rangle) и \Psi(|10\rangle).

    Считая одноквантовый импульс напряжения прямоугольным, рассчитайте его амплитуду при условии, что продолжительность импульса составляет 3 пс. (ответ введите в мкВ)

    При каком напряжении между УНТ и анодом напряженность электрического поля возле крышки УНТ превышает 1010 В/м, если: расстояние от крышки УНТ до анода составляет 2,5 мм, а диаметр УНТ – 1,36 нм?

    Сколько \pi-электронов имеет молекула C_{540}?

    Рассчитайте диаметр УНТ: с хиральностью \overrightarrow{s}=65\overrightarrow{a}+40\overrightarrow{b}. Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.

    Какую приблизительно энергию должны иметь электроны на МО боковой группы атомов (например, NH_2 или NО_2), чтобы стать: акцепторами \pi-электронов при температурах порядка 120 К?

    Оцените количество \pi-электронов в пленке графена площадью 0,45 мм2.

    Оцените мощность, которая в среднем рассеивается на один вентиль комплементарной логики при использовании полевых транзисторов на полосках графена, которые в переходном режиме могут пропускать электрический ток 1,5 мкА, при условиях, что период поступления сигналов в 2,5 раза превышает время задержки и: напряжение питания составляет ± 3 В, а электрическая емкость, на которую нагружен выход логической схемы, C= 250 аФ. (ответ укажите в мкВт). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Квантовый регистр на основе атомов ^{15}N, капсулированных внутри фуллерена C_60, размещен в постоянном градиентном магнитном поле. Можно считать, что градиент поля везде одинаков и кубиты расположены в линейку на одинаковых расстояниях. В точке расположения первого кубита индукция B = 1 Тл, а в точке расположения последнего B = 2,8 Тл. Рассчитайте разность в резонансных частотах ЭСР соседних кубитов, если: регистр состоит из 1024 кубитов (ответ укажите в МГц). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Рассчитайте время выполнения квантовой логической операции отрицания над электронным спиновым кубитом, если: индукция постоянного магнитного поля составляет 3,0 Тл, частота ЭСР 68,3 ГГц, амплитуда резонансного поперечного магнитного поля 28 мТл (ответ введите в пс).

    Рассчитайте, при каком потенциале на контролирующем электроде разность между наиболее низкими разрешенными энергетическими уровнями зарядового кубита будет наименьшей, если: электрическая емкость между сверхпроводящим островком и контролирующим электродом составляет 9,6*10-18 Ф? (ответ укажите в мВ). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Плотность хранения информации в матрице УНТ флеш-памяти с зарядовыми ловушками определяется шагом расположения матричных шин. Оцените эту плотность, считая, что шаг расположения этих шин превышает проектно-технологическую норму (ПТН) в одном направлении в 6 раз, а в перпендикулярном направлении – в 4 раза, при условии, что: ПТН составляет 16 нм.

    Оцените возможное быстродействие комплементарной логики с использованием УНТ транзисторов, которые в переходном режиме могут пропускать электрический ток 2 мкА, при условиях, когда: напряжение питания составляет ± 1,5 В, а электрическая емкость, на которую нагружен выход логической схемы, C= 100 аФ. (ответ введите в пс)

    На сколько разных подуровней расщепляется в магнитном поле каждый разрешенный энергетический уровень частицы со спином s= 5/2?

    На рисунке показана логическая схема на криотронах. Какую логическую функцию выполняет соответствующая схема?

    Рассчитайте напряжение, приложенное к переходу Джозефсона (ПД), и величину постоянного (не сверхпроводящего) электрического тока, протекающего через ПД, если известна частота f=16.2ГГц джозефсоновской генерации на переходе и электрическое сопротивление R=4.5ОмПД для не сверхпроводящего тока.Учтите, что частота f связана с круговой частотой \omega в формуле (13.8) соотношением \omega=2\pi f.

    Попробуйте дать ответ на такой "интересный" вопрос: отличаются ли между собой электроны, находящиеся на разных молекулярных орбиталях? Изменится ли что-нибудь в свойствах молекулы, если эти электроны поменять местами?

    Оцените, сколько \pi-электронов имеет однослойная УНТ диаметром 3,6 нм и длиной 125 мкм?

    Чувствительность сверхпроводящего магнитометра на сквиде с двумя переходами Джозефсона составляет 10-12 Тл. Какой минимальный градиент индукции магнитного поля можно зарегистрировать с помощью градиометра 1-го порядка, построенного на таком магнитометре, если расстояние \Delta z между плоскостями его выносных рамок составляет 0.3 мм.

    Что является "остовом" атома стронция?

    Считая одноквантовый импульс напряжения треугольным, рассчитайте его амплитуду при условии, что продолжительность импульса составляет 3 пс. Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.

    Рассчитайте время выполнения квантовой логической операции отрицания над электронным спиновым кубитом, если: индукция постоянного магнитного поля составляет 2,0 Тл, частота ЭСР 45,8 ГГц, амплитуда резонансного поперечного магнитного поля 25 мТл (ответ введите в пс).

    Запишите свойства молекул, которые на Ваш взгляд могут быть использованы для построения: устройств долговременного хранения информации.

    Чувствительность сверхпроводящего магнитометра на сквиде с двумя переходами Джозефсона составляет 10-12 Тл. Какой минимальный градиент индукции магнитного поля можно зарегистрировать с помощью градиометра 1-го порядка, построенного на таком магнитометре, если расстояние \Delta z между плоскостями его выносных рамок составляет 25 мкм.

    Постройте график зависимости разрешенных уровней энергии зарядового кубита от потенциала на контролирующем электроде в координатах \frac{E_{\pm}}{E_{\textit{З}1}} при условии, что {E_{\textit{Д}/E_{\textit{З}1}}= 0,08

    Какой вектор на сфере Блоха соответствует состоянию кубита, описываемому заданной волновой функцией \Psi? Укажите угловые координаты (\theta,\varphi) этого вектора. \Psi=i\frac{\sqrt{2}}{2}\Psi(|1\rangle) - i\frac{\sqrt{2}}{2}\Psi(|0\rangle).

    Какую чувствительность имеют наноэлектронные весы на упругой полоске графена, если при осаждении на нее молекулы аспирина C_9H_8O_4 частота колебаний полоски изменяется на 1,6 Гц? (ответ укажите в а.е.м./Гц). Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

    Считая одноквантовый импульс напряжения треугольным, рассчитайте его амплитуду при условии, что продолжительность импульса составляет 2 пс. Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.

    Запишите, в какие состояния последовательно переходит сквид R-S БОК триггера и какие сигналы появляются на его выходе при заданном исходном состоянии и разных заданных последовательностях входных сигналов. Исходное состояние "1", последовательность входных сигналов – S, R, S, R, S, S.

    Сигнальная кривая сквида с двумя переходами Джозефсона описывается формулой U(мкВ)=450+320\sin(\varphi_0+2\pi\Phi_В/\Phi_0). Какой дополнительный магнитный поток следует подать в контур сквида через катушку обратной связи, чтобы рабочая точка магнитометра, построенного на этом сквиде, находилась на самом крутом участке сигнальной кривой?При \varphi_0=5^{\circ};\Phi_В=15.4\Phi_0.Дополнительный магнитный поток \Phi_Д должен быть таким, чтобы аргумент 2\pi k,k\in Z:\varphi_0+2\pi(\Phi_C+\Phi_Д)\Phi_0=2\pi k, откуда \frac{\Phi_Д}{\Phi_0}=k-\frac{\Phi_C}{\Phi_0}-\frac{\varphi_0}{2\pi}, где целое число k следует выбрать так, чтобы \left |\frac{\Phi_Д}{\Phi_0}\right |\le 0.5. Значение \varphi_0 надо подставлять в радианах, а при подстановке в градусах делить его не на 2\pi, а на 360^{\circ}.

    Рассчитайте продолжительность пи-импульса поперечного магнитного поля, если частота Раби в подвижной системе координат составляет 112 кГц. (ответ укажите в мкс). Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.

    Запишите свойства молекул, которые на Ваш взгляд могут быть использованы для построения: устройств отображения информации.

    Известно, что при отжиге пленок графана в атмосфере аргона при 425^{\circ}C атомы водорода отсоединяются. Оцените, сколько молекул водорода образуется при отжиге пленки графана площадью 800 мкм2

    Пусть зависимость тока холодной эмиссии электронов из УНТ от напряженности внешнего электрического поля описывается формулой i = 6,2*10^{-17}\left|\overrightarrow{E}\right|\exp\left(-\frac{3,2*10^8}{\left|\overrightarrow{E}\right|}\right). Рассчитайте ток электронной эмиссии из крышки УНТ при условиях: напряжение на аноде составляет 15 В, а диаметр УНТ – 1,8 нм (ответ укажите в мкА). Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.