Группа физиков под руководством Джона Петерсона из Университета Ватерлоо Канады построила квантовый двигатель. Его коэффициент полезного действия близок к максимально возможному значению в своем классе.
Работа двигателя основывается на цикле Отто на топливе из ядер углерода с полуцелым спином. Они выделяют энергию за счет ядерного магнитного резонанса. Читать полностью »
Два года назад, листая старую тетрадь с вычислениями, я наткнулся на явную ошибку в одном уравнении. Находясь в совершенном ужасе — это уравнение-то было опубликовано в научном журнале месяцем ранее, — бросил все дела и стал срочно переделывать расчет. И ошибка никуда не делась.
Как баг превратился в фичу, о научном прогрессе и всех приключениях в попытках опубликоваться в Nature. Спойлер: почти получилось.
В НИТУ «МИСиС» заработал первый в России прототип квантового компьютера. Устройство на двух кубитах выполнило квантовый алгоритм Гровера, превысив ранее известный предел точности на 3%. В качестве основы для кубитов были взяты сверхпроводящие материалы.
Криостат квантового компьютера, собранного в НИТУ «МИСиС».
Неудивительно, что у квантовой физики есть репутация странной и контринтуитивной науки. Мир, в котором мы живём, не кажется нам квантово-механическим. И до XX века все предполагали, что классические законы физики, выведенные Исааком Ньютоном и другими учёными – согласно которым у объектов всегда имеются точно определённые позиции и свойства – работают на всех масштабах. Но Макс Планк, Альберт Эйнштейн, Нильс Бор, и другие их современники обнаружили, что в самом «низу», среди атомов и субатомных частиц эта конкретика исчезает, превращаясь в кашу из возможностей. Атому, к примеру, обычно нельзя приписать определённое местоположение – мы можем лишь рассчитать вероятность найти его в том или ином месте. Возникает неприятный вопрос: и как же квантовые вероятности объединяются в чёткую картину классического мира?
Читать полностью »
Представьте, что некто пришёл к вам и заявил, что у него есть оракул, способный раскрыть сокровенные тайны вселенной. Вы могли бы заинтересоваться этим, но вам тяжело было бы в это поверить. Вы бы хотели придумать способ подтвердить, что оракул говорит правду.
Такова основная проблема информатики. Некоторые задачи слишком сложно решить за разумное время. Но их решения просто проверить. Учитывая это, специалистам по информатике хочется знать: насколько сложной может быть задача, решение которой всё ещё можно проверить?
Оказывается, что ответ на этот вопрос: практически невообразимо сложной.
Читать полностью »
Мы все знакомы с различными супергероями и их уникальными способностями, хотим мы того или нет. Потому вопрос о том, какую бы вы хотели иметь суперспособность, не такой и редкий. Кто-то хотел бы быть невероятно сильным, как Халк, кто-то — быстрым, как Флеш, а кто-то не отказался бы от суперспособности Бэтмена — денег. А вот те, кто хоть раз находился в пробке длиной от Марса до Венеры, все бы отдали за возможность телепортироваться. Концепция телепортации звучит весьма увлекательно с точки зрения научной фантастики, однако в реальности эта суперспособность также существует, но наделены ею далеко не люди. Сегодня мы с вами познакомимся с исследованием, в котором ученые из Йокогамского университета (Япония) смогли телепортировать информацию внутри алмаза. Как ученые это сделали, каким боком тут квантовая физика, и что это значит для будущего технологий хранения данных? Ответы ждут нас в докладе ученых. Поехали.Читать полностью »
Сколько независимых свойств есть у Вселенной? Простая игра может дать ответ на этот вопрос
Один из величайших и самых базовых вопросов в физике касается количества способов настройки материи во Вселенной. Если взять материю и перегруппировать её, затем снова перегруппировать, и снова – исчерпаем ли мы все возможные конфигурации, или эти перестановки можно делать бесконечно?
Физикам это неизвестно, но при отсутствии определённости они делают предположения. А эти предположения различаются в зависимости от области физики. В одной области физики предполагают конечное число конфигураций. В другой – бесконечное. Пока что невозможно сказать, кто из них прав.
Читать полностью »
Тающее мороженое не подвержено спонтанному замерзанию. Однако один из квантовых симуляторов постоянно возвращается в упорядоченное состояние после достижения системой равновесия.
Пройдёт достаточно времени, и даже в самой прибранной комнате возникнет беспорядок. Одежда, книги и бумаги покинут своё упорядоченное состояние и рассеются по полу. И, что раздражает, эта тенденция к беспорядку отражает закон природы: беспорядок стремится расти.
Если, к примеру, вы вскроете баллон аквалангиста под давлением, молекулы воздуха внутри него вылетят наружу и разлетятся по комнате. Поместите кубик льда в горячую воду, и молекулы воды, замёрзшие в упорядоченной кристаллической решётке, разорвут свои связи и рассредоточатся. При смешивании и распределении система стремится к равновесию с окружающей средой, что называется термализацией.
Читать полностью »
Весна в самом разгаре, последний снег практически везде растаял и воцарилось долгожданное тепло. Теплолюбивые люди наконец-то начинают снимать с себя вязаные свитера, шарфы и шапки, а моржи уже вовсю разгуливают в шортах и майках. Тем временем в одной из лабораторий университета Вены царит собачий холод и ученые тому чрезвычайно рады, ибо по-другому исследовать квантовые эффекты наночастиц крайне сложно. Если без литературных оборотов, то сегодня мы познакомимся с практическим испытанием нового метода охлаждения левитирующей наночастицы посредством ловушки из оптического резонатора. Зачем и как ученые заморозили наночастицу практически до абсолютного нуля, насколько действенен их метод и что он может привнести в изучение квантовых эффектов? Ответы на эти и другие вопросы мы найдем в докладе исследовательской группы. Поехали.Читать полностью »
Наверняка большинство из вас нет-нет да и встречало в научно-популярной литературе упоминания о «многомировой интерпретации» квантовой механики (ММИ). Ее любят помянуть и в комментариях на Хабре, однако зачастую в неверном ключе или с серьезными неточностями.
Попробуем разобраться, что же к чему в ММИ.
Читать полностью »
