"Разноцветные" фотоны - революция в области квантовых вычислений

Квантовый чипНесмотря на огромное количество исследований в области квантовых вычислений, универсальные квантовые компьютеры так и продолжают оставаться исключительно теоретическим понятием. Напомним нашим читателям, что основой любого квантового компьютера или коммуникационной системы являются квантовые биты, называемые кубитами. Кубиты отличаются от традиционных битов тем, что они могут помимо, двух основных состояний, 1 или 0, находиться в третьем состоянии - в состоянии суперпозиции, когда значение кубита равно одновременно 1 и 0. Это, в свою очередь, позволяет при помощи одного кубита выполнять две параллельных вычислительных операции.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 2

Китайские ученые впервые "телепортировали" фотоны с поверхности на околоземную орбиту

Квантовая телепортацияМы уже рассказывали нашим читателям, что в прошлом году в грузовом отсеке ракеты Long March 2D, запущенной с космодрома Центра запуска спутников Цзючуан (Jiuquan Satellite Launch Center), в космос отправился квантовый коммуникационный спутник Micius, получивший свое название в честь древнего китайского философа. Спутник был помещен на солнечную синхронную орбиту и он находится постоянно в одной точке пространства по отношению к Земле. На спутнике Micius установлен крайне чувствительный фотодетектор, способный измерить квантовое состояние прибывающих с земли фотонов лазерного света. И это дает ученым возможность осуществлять практическую проверку работы базовых квантовых технологий, таких, как использование квантовой запутанности, квантовую криптографию и квантовую телепортацию.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 0

Машины-монстры: Diocles - лазер, вырабатывающий импульсы, в миллиард раз более яркие, чем свет Солнца

Лазер DioclesИсследователи из лаборатории Extreme Light Laboratory университета Небраски-Линкольна провели ряд экспериментов, в ходе которых использовался импульс света, яркость которого в миллиард раз превышает яркость свечения Солнца, сфокусированный в крошечной точке пространства. Источником этого импульса была лазерная установка под названием Diocles, размером с комнату, пиковая выходная мощность которой превышает суммарную мощность всех электростанций на земном шаре и составляет 100 ТВт (тераватт) при частоте следования импульсов в 10 Гц.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 0

Использование квантовой памяти позволило реализовать на практике технологию прямой квантовой связи

Квантовая коммуникационная системаВпервые в истории науки ученые-физики из Китайского университета науки и техники (University of Science and Technology of China) и Наньцзинского университета почты и телекоммуникаций (Nanjing University of Posts and Telecommunications) произвели экспериментальную демонстрацию технологии прямой безопасной квантовой связи (quantum secure direct communication, QSDC). Для реализации протокола QSDC в данном случае использовались промежуточные буферы из специализированной квантовой памяти, которые ранее лишь эмулировались при помощи оптоволоконных линий задержки. Но именно использование квантовой памяти позволяет реализовать всю мощь протокола QSDC и использовать ее в практических целях.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 0

Китай устанавливает рекорд по дальности передачи информации при помощи квантовых технологий

Спутник MiciusКитайские ученые установили рекорд по дальности передачи информации при помощи явления квантовой запутанности. Предыдущий рекорд дальности передачи информации при помощи запутанных фотонов света составлял порядка 100 километров, но использование для этих целей специализированного искусственного коммуникационного спутника Micius, запущенного в космос в августе прошлого года, позволило эффективно "телепортировать" информацию на расстояние в 1200 километров.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 8

Ученые создали самый малошумящий квантовый микроволновый усилитель, способный переключатся в режим генератора

Квантовая системаУченые из Швейцарского федерального политехнического университета Лозанны (Swiss Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL) создали для проведения экспериментов схему микроволнового квантового резонатора, основой которого является мембрана крошечного металлического "барабана". Охлажденный до минимально возможной температуры и самого низкого уровня энергии, определенного принципами квантовой механики, этот микробарабан превращается в своего рода квантовый "резервуар", внутри которого квантовое состояние фотонов микроволнового излучения сохраняется неизменным в течение достаточно длительного промежутка времени.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 0

Физики попытались определить пределы "физической выносливости" явления квантовой запутанности

ЦентрифугаЯвление квантовой запутанности, названное Альбертом Эйнштейном "призрачным взаимодействием на расстоянии", сохраняется даже при очень высоком ускорении движения. Этот факт установили во время экспериментов ученые-физики из Венского университета и Института квантовой оптики и квантовой информатики австрийской Академии наук. В этом эксперименте источник запутанных фотонов был помещен в контейнер, который с высокой скоростью перемещался по вертикальной шахте и вращался на центрифуге, действующее на него при этом ускорение составляло 30 g. Данный эксперимент был проведен для углубления понимания основных принципов квантовой механики, а результаты этого эксперимента помогут найти пути применения квантовых технологий в космосе.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 1

Китайцы создали квантовую систему с пятью кубитами, которая будет расширена до 20 кубит до конца этого года

Структура квантовой системыГруппа исследователей из Китайского университета Науки и техники (University of Science and Technology of China) и университета Чжэцзяна (Zhejiang University) не так давно создала квантовую вычислительную систему, состоящую сейчас из пяти квантовых битов, кубитов. Данная система основана на использовании единичных фотонов, сверхохлажденных атомов и сверхпроводящих электронных схем. Согласно планам, эта система, в которой сейчас насчитывается уже 10 кубитов, до конца этого года будет расширена до 20 кубитов, а в следующем году в ее состав будет входить уже 30 кубитов, после чего она превратится в полноценный квантовый компьютер, способный посоревноваться в производительности с достаточно мощными современными компьютерами.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 0

Ученые CERN нацелили гигантский магнит на Солнце с целью поиска частиц темной материи

Магнит аксионного телескопа CASTОбнаружением бозона Хиггса при помощи Большого Адронного Коллайдера ученые Европейской организации ядерных исследований CERN поставили на место последнюю недостающую часть Стандартной модели физики элементарных частиц. После этого, все что было и будет обнаружено в недрах коллайдера, находится за рамками Стандартной модели, вписываясь, к примеру, в теорию суперсимметрии, являющуюся своего рода расширением Стандартной модели. Но, к сожалению, при помощи коллайдера ученые могут искать только тяжелые частицы, а такие частицы, как аксионы, имеющие малую массу и особое поведение, попросту не могут быть обнаружены при помощи даже самых высокочувствительных датчиков.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 0

Ученые собрались создать карты "границ реальности"

Границы реальностиГруппа ученых из Австралии и Германии составила математические модели, основанные на генетических алгоритмах, расчеты которых должны подтвердить наличие отклонений от классических причинно-следственных связей. Использование в моделях генетических алгоритмов, одной из самых мощных технологий машинного познания, позволит этим моделям автоматически найти самые близкие по образу классические образы и установить взаимосвязи между ними в обрабатываемых наборах данных.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 4

Ученые создали надежные полупроводниковые источники абсолютно идентичных единичных "квантовых" фотонов

Источники фотоновОдним из элементов будущих квантовых компьютеров являются матрицы надежных источников единичных фотонов, при помощи которых кодируется передаваемая и обрабатываемая информация. Большинство ученых считают квантовые точки различных типов идеальными кандидатами на "должность" таких источников. Однако исследователи из университета Цукубы (University of Tsukuba), Япония, продемонстрировали, что арсенид галлия (GaAs), полупроводниковый материал с добавками атомов некоторых других элементов, является более надежным источником единичных фотонов, нежели квантовые точки любых типов. Использование источников на базе допированного арсенида галлия позволит получить более четкую и определенную последовательность фотонов, при этом, параметры фотонов, излученных из одного или различных таких источников, практически не отличаются друг от друга.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 0

Странное поведение частиц света бросает вызов существующей квантовой теории

Фотоны светаИзвестно, что на самом маленьком уровне, на уровне субатомных частиц, законы классической физики перестают работать и все происходящее начинает подчиняться законам загадочной квантовой механики. Некоторые из этих законов уже изучены в достаточной степени, и это позволяет ученым с достаточно большой вероятностью прогнозировать поведение квантовых частиц, таких, как запутанные фотоны света. Однако, результаты исследований, проведенных учеными из университета Восточной Англии (University of East Anglia, UEA), Великобритания, указали на то, что крошечные частицы света в некоторых случаях могут вести себя таким образом, что это не вписывается в рамки существующей квантовой теории.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 1

Эксперимент OLYMPUS позволил ученым выяснить некоторые тонкости строения протонов

Двуфотонный обменВ течение многих лет ученые-физики исследовали строение положительно заряженных субатомных частиц, протонов, бомбардируя их потоком электронов и регистрируя интенсивность их отражения под разными углами. Таким образом ученым удавалось определить картину распределения электрического заряда и магнитные свойства частицы. В ходе этих экспериментов было выяснено, что распределение электрического заряда и магнетизма частицы почти полностью совпадают. Начиная с 2000-х годов, исследователи начали использовать в своих экспериментах поляризованные лучи электронов, это позволило значительно увеличить разрешающую способность экспериментов и привело к череде достаточно значимых открытий.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 2

HAYSTAC - новый датчик, предназначенный для поисков аксионной темной материи

Темная материя и энергияУстройство HAYSTAC (Haloscope At Yale Sensitive To Axion Cold Dark Matter), разработанное и построенное учеными из Йельского университета, предназначено для сужения области поисков частиц неуловимой темной материи, материи, на долю которой может приходиться более 80 процентов от общего количества материи во Вселенной. И самым интересным в данном случае является то, что детектор HAYSTAC рассчитан на поиски темной материи в виде аксионов, субатомных частиц, которые существуют сейчас только в теории и поиски которых ведутся в рамках нескольких экспериментов, включая Axion Dark Matter Experimentis.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 1

Физикам удалось охладить объект ниже точки квантового предела при помощи "сжатого" света

Алюминиевая мембранаУченым-физикам из Национального института стандартов и технологий (National Institute of Standards and Technology, NIST) удалось охладить микроскопический механический объект столь глубоко, что его температура упала ниже точки так называемого квантового предела. Этим объектом являлся крошечный "барабан", вибрирующая алюминиевая мембрана, энергия которой после охлаждения составила одну пятую от энергии одного кванта. Новая технология охлаждения теоретически может использоваться для того, чтобы охладить объекты до температуры абсолютного нуля, температуры, при которой любая материя полностью лишается всей тепловой энергии и движения.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 0