Современная электроника №7/2025

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 38 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 7 / 2025 то с учётом R4 и R8 по 15 Ом каждое (рис. 1) полное активное сопротивле- ние нагрузки составит: 50 Ом + 15 Ом = = 65 Ом. При максимальной амплиту- де выходного сигнала в 1 В выходной ток составит: 1 В / 65 Ом ≈ 15 мА, а для двух каналов около 30 мА. Потребление тока микросхем и све- тодиода мало, и его можно не прини- мать в расчёт. Учитывая, что ёмкость аккумулятора составляет 3 А·ч, или 3000 мА·ч, время непрерывной работы прибора при полностью заряженном аккумуляторе составит: 3000 мА·ч / 30 мА ≈ 100 часов. О степени заряжен- ности аккумулятора можно следить по яркости свечения светодиода при- бора (рис. 3б). Если он светится недо- статочно ярко, аккумулятор следует подзарядить. Работа прибора с телефоном и наушниками Напоследок автором приведена фотография усилителя, подключённо- го к телефону и наушникам при вос- произведении фонограммы (рис. 6). Автор прослушал несколько фоно- грамм и убедился в высоком качестве их звучания. Заключение Применение относительно мощ- ных и скоростных ОУ AD8531 и AD8532 позволило сконструировать компакт- ный недорогой усилитель для наушни- ков высокого качества. Питание уси- лителя от аккумулятора 18650 сделало возможным его непрерывную работу до 100 часов. Кроме того, автономность усилителя позволяет брать его с собой и прослушивать фонограммы с теле- фона в дороге. Автор рекомендует это устройство для самостоятельного изго- товления. Литература 1. Кузьминов А. Генератор гармони- ческих колебаний звукового диа- пазона на базе синтезатора часто- ты AD9837B, микроконтроллера EFM8SB10 и LCD Nokia-5110 с бата- рейным питанием // Современная электроника. 2023. № 6. Рис. 6. Общий вид работающего усилителя, подключённого к телефону и наушникам при воспроизведении фонограммы («Something») НОВОСТИ МИРА. ЧИТАЙТЕ НА ПОРТАЛЕ WWW.CTA.RU Первый в мире биологический кубит: учёные сконструировали квантовый бит на основе живого белка Учёные из Чикагского университета и их коллеги создали первый оптически управ- ляемый спиновый кубит на основе генети- чески кодируемого флуоресцентного бел- ка EYFP – вместо традиционных твёрдых материалов, таких как алмаз или полупро- водники. В этом белке им удалось сформи- ровать двухуровневую квантовую систему, использующую долгоживущее триплетное состояние молекулы, где возможно управ- ление спином электронов. В работе применялся усовершенство- ванный вариант белка EYFP, широко ис- пользуемого в клеточной биологии в каче- стве безопасной и яркой метки. Инициали- зация кубита выполнялась коротким синим лазерным импульсом, переводящим белок в возбуждённое синглетное состояние, по- сле чего часть молекул переходила в три- плетное состояние с определённой ориен- тацией спина. Считывание информации производи- лось с помощью инфракрасного импульса (912 нм), который возвращал систему из триплетного состояния в основное. При этом возникал сигнал задержанной флуоресцен- ции, чётко отделяемый по времени и интен- сивности от фонового свечения, что позво- ляло точно определять спиновое состояние. Управление спином осуществлялось по- следовательностью микроволновых сигна- лов, меняющих конфигурацию состояния. Это подтвердило возможность контролиру- емого управления и считывания квантово- го состояния в белковой среде. В экспериментах при температуре 80 К удалось достичь контраста сигнала между спиновыми уровнями до 20% по одному на- правлению и 10% – по другому. Время ко- герентности кубита, в течение которого со- храняется квантовая информация, достиг- ло 16 микросекунд – в 15 раз больше, чем при базовых схемах управления. Время ре- лаксации T1 составило 141 микросекунду. Эти результаты демонстрируют стабиль- ность белкового кубита для практических квантовых операций. Параметры расщепления спиновых уров- ней (D = 2,356 ГГц, E = 0,458 ГГц), изме- ренные методом ODMR-спектроскопии, со- впали с результатами численного модели- рования и характеризуют энергетическую структуру системы. Важным достижением стала демонстра- ция работы кубита в биологической сре- де: в клетках человека (линия HEK 293T) и бактериях E. coli, в том числе при ком- натной температуре. В клетках HEK с кон- центрацией EYFP около 11 мкМ сигналы магнитного резонанса регистрировались с контрастом до 8% даже на фоне сильной автофлуоресценции, что открывает возмож- ности для диагностики in vivo. Основные текущие ограничения техноло- гии – чувствительность и количество реги- стрируемых фотонов на молекулу – пока уступают параметрам алмазных сенсоров на NV-центрах. Однако ключевое преиму- щество белковых кубитов – возможность генетического внедрения в целевые клет- ки и точного нацеливания на конкретные биомолекулы. Перспективы развития включают повы- шение яркости белка, усовершенствование оптических систем, увеличение числа де- тектируемых фотонов и оптимизацию бел- ковой структуры методами направленной эволюции. Впервые показана возможность исполь- зования генетически кодируемого белка в качестве полнофункционального куби- та, управляемого светом непосредствен- но в живой клетке. Технология открывает путь к созданию наносенсоров для карти- рования магнитных и электрических полей на молекулярном уровне in vivo, что может революционизировать биофизику и биомедицинскую ди- агностику.