Стоило чуть вспомнить про существование вихрей Абрикосова, как сразу перед глазами возник огромный перечень интереснейших физических явлений, связанных с этими квантовыми объектами.
Итак, когда магнитное поле проникает в сверхпроводник, оно не распределяется равномерно; вместо этого образуются квантованные вихри, каждый из которых несет один или несколько квантов магнитного потока - эти вихри мы и называем в честь первооткрывателя их структуры, нобелевского лауреата А.А. Абрикосова 🍑
Один из связанных с вихрями объектов - состояния Кароли–де Жена–Матрикона (Caroli–de Gennes–Matricon), обычно сокращаемые как CdGM состояния. Они представляют собой особые квазичастичные состояния, возникающие внутри кора вихря. В центре вихря находится область нормального металла, так как сверхпроводимость разрушается, в то время как вокруг вихря сверхпроводимость сохраняет исходный вид, лишь фаза изменяется на 2πn (что и создает магнитный поток). То есть, центр вихря - это крошечная область, где квазичастицы могут оказаться в ловушке, подобно стоячим волнам в потенциальной яме нанометрового масштаба.
Физически эти состояния не являются обычными электронными состояниями, а представляют собой уровни для квазичастиц Боголюбова, которые сочетают в себе электронно-дырочный характер. Их энергии находятся внутри сверхпроводящей щели, где возбуждения обычно запрещены. В простейшей модели ядро вихря действует как ловушка для квазичастиц, но барьер обусловлен пространственным изменением сверхпроводящего параметра порядка, а не электростатическим потенциалом. Предсказание теории состоит в том, что уровни в коре вихря расположены примерно на расстоянии Δ^2 / 2Ef, где Δ - сверхпроводящая щель, а Ef - энергия Ферми.
Экспериментально состояния CdGM наиболее непосредственно изучаются с помощью сканирующей туннельной микроскопии и спектроскопии. Эти методы измеряют локальную плотность состояний заряженных частиц вблизи очень острой иглы, которая перемещается вокруг вихря.
Вдали от вихря плотность состояний выглядит так же, как у обычного сверхпроводника, с четкой щелью и пиками когерентности. Вблизи центра вихря эти пики когерентности подавляются, и появляются пики внутри щели, соответствющие связанным состояния квазичастиц. Во многих материалах уровни расположены слишком близко друг к другу, чтобы их можно было различить по одному, но иногда они могут проявляться и в виде отдельных пиков, что подтверждает наличие размерного квантования в коре.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
👍5✍3😎2
Сегодня в формате TL; DR (фактически, не таком уж и редком для этого канала 🙃) начинаем разговор о квантовой запутанности, о которой иначе поговорить трудно.
В этом, не побоимся этого слова, цикле публикаций мы постараемся выяснить, как получилось, что квантовая механика блестяще смогла описать явление запутанности, а теперь знающие люди пытаются приговаривать разные слова и объяснять запутанность так запутанно, чтоб волосы вставалибыдлом дымом дыбом 🙊
Часть 1, в которой математика - царица наук
Допустим, что половина наших уважаемых читателей что-то знают про квантовую запутанность, а другая половина хотя бы в научно-популярном омуте изредка бывала и что-то там слышала...🫠
Так вот, смахнем всякий флёр про нелокальность и дальнодействие, и начнем сразу с места в карьер - со строгого математического определения.
Квантово запутанным будем называть такое состояние системы из двух квантовых объектов, которое не представляется тензорным произведением состояний этих двух объектов.
Как видим, уж придется нам хотя бы на пальцах понять, что такое тензорное произведение ⊗ - так, кстати, оно обозначается.
Прежде чем перейти к тензорному произведению, отметим, что почти наверняка вы знаете, что из себя представляет прямая сумма двух пространств, обозначаемая как ⊕. Наше родненькое трехмерное пространство R3 - это как раз прямая сумма R2 ⊕ R1. Это означает, что вам достаточно к координатам на плоскости приписать третью циферку - высоту - и получить наше R3. Эта операция абсолютно интуитивна для нас и ясна нам, даже если мы об этом ранее не задумывались.
Суть тензорного произведения можно уяснить на примере простой ситуации: допустим, у вас есть два разных набора данных (характеристик) и вы хотите связать каждый элемент первого набора с каждым элементом второго - так, чтобы ничего не потерять и сохранить все возможные комбинации свойств. Результат такой связки и будет тензорным произведением.
Возьмём кинотеатр: первый вектор - ряды кресел: ряд 1, ряд 2, ряд 3. Второй вектор - это номера мест в ряду: место 1, место 2, место 3, место 4.
Тензорное произведение — это полный список всех мест в зале: (ряд 1, место 1), (ряд 1, место 2), …, (ряд 3, место 4). Всего 12 уникальных комбинаций. Вы не просто складываете ряды и места, а создаёте все возможные пары.
Тензорное произведение двух векторов даёт нам уже не вектор, а более сложный объект - тензор. Это понятие можно обобщить и на другие объекты: на картинке изображен граф, являющийся тензорным произведением двух графов.
Тензорное же произведение пространств - это новое пространство на новых базисных векторах, каждый из которых является тензорным произведением исходных.
Квантовые состояния неких "объекта 1" и "объекта 2" описываются волновыми векторами, которые принадлежат гильбертовым пространствам (далее - ГП), которые мы обозначим ГП-1 и ГП-2. Гильбертово пространство - это не страшно, этот объект по сути очень похож на наше обычное евклидово пространство с комплексными коэффициентами и некоторыми другими важными дополнениями, которые мы пока оставим за кадром (математики, не бейте за это, мы тут как обычно разводим физическую нестрогость). В частности, есть в ГП и аналог скалярного произведения.
Так вот, по одной из аксиом квантовой механики, пространство, в котором живут состояния уже совместной системы (объект 1 + объект 2), является тензорным произведением ГП-1 ⊗ ГП-2.
И сейчас главный ахтунг, внимание, эттеншн: вектор состояния в ГП-1 ⊗ ГП-2 может не представляться тензорным произведением векторов в исходных пространствах. То, что все базисные векторы представляются в качестве тензорных произведений базисных векторов исходных пространств - ещё не означает того, что любой вектор из нового пространства будет тензорным произведением каких то двух элементов.
Свыкнувшись с этой терминологией, мы можем подробно обсудить квантовую запутанность, чем и займёмся в следующий раз...
👋
В этом, не побоимся этого слова, цикле публикаций мы постараемся выяснить, как получилось, что квантовая механика блестяще смогла описать явление запутанности, а теперь знающие люди пытаются приговаривать разные слова и объяснять запутанность так запутанно, чтоб волосы вставали
Часть 1, в которой математика - царица наук
Допустим, что половина наших уважаемых читателей что-то знают про квантовую запутанность, а другая половина хотя бы в научно-популярном омуте изредка бывала и что-то там слышала...🫠
Так вот, смахнем всякий флёр про нелокальность и дальнодействие, и начнем сразу с места в карьер - со строгого математического определения.
Квантово запутанным будем называть такое состояние системы из двух квантовых объектов, которое не представляется тензорным произведением состояний этих двух объектов.
Как видим, уж придется нам хотя бы на пальцах понять, что такое тензорное произведение ⊗ - так, кстати, оно обозначается.
Прежде чем перейти к тензорному произведению, отметим, что почти наверняка вы знаете, что из себя представляет прямая сумма двух пространств, обозначаемая как ⊕. Наше родненькое трехмерное пространство R3 - это как раз прямая сумма R2 ⊕ R1. Это означает, что вам достаточно к координатам на плоскости приписать третью циферку - высоту - и получить наше R3. Эта операция абсолютно интуитивна для нас и ясна нам, даже если мы об этом ранее не задумывались.
Суть тензорного произведения можно уяснить на примере простой ситуации: допустим, у вас есть два разных набора данных (характеристик) и вы хотите связать каждый элемент первого набора с каждым элементом второго - так, чтобы ничего не потерять и сохранить все возможные комбинации свойств. Результат такой связки и будет тензорным произведением.
Возьмём кинотеатр: первый вектор - ряды кресел: ряд 1, ряд 2, ряд 3. Второй вектор - это номера мест в ряду: место 1, место 2, место 3, место 4.
Тензорное произведение — это полный список всех мест в зале: (ряд 1, место 1), (ряд 1, место 2), …, (ряд 3, место 4). Всего 12 уникальных комбинаций. Вы не просто складываете ряды и места, а создаёте все возможные пары.
Тензорное произведение двух векторов даёт нам уже не вектор, а более сложный объект - тензор. Это понятие можно обобщить и на другие объекты: на картинке изображен граф, являющийся тензорным произведением двух графов.
Тензорное же произведение пространств - это новое пространство на новых базисных векторах, каждый из которых является тензорным произведением исходных.
Квантовые состояния неких "объекта 1" и "объекта 2" описываются волновыми векторами, которые принадлежат гильбертовым пространствам (далее - ГП), которые мы обозначим ГП-1 и ГП-2. Гильбертово пространство - это не страшно, этот объект по сути очень похож на наше обычное евклидово пространство с комплексными коэффициентами и некоторыми другими важными дополнениями, которые мы пока оставим за кадром (математики, не бейте за это, мы тут как обычно разводим физическую нестрогость). В частности, есть в ГП и аналог скалярного произведения.
Так вот, по одной из аксиом квантовой механики, пространство, в котором живут состояния уже совместной системы (объект 1 + объект 2), является тензорным произведением ГП-1 ⊗ ГП-2.
И сейчас главный ахтунг, внимание, эттеншн: вектор состояния в ГП-1 ⊗ ГП-2 может не представляться тензорным произведением векторов в исходных пространствах. То, что все базисные векторы представляются в качестве тензорных произведений базисных векторов исходных пространств - ещё не означает того, что любой вектор из нового пространства будет тензорным произведением каких то двух элементов.
Свыкнувшись с этой терминологией, мы можем подробно обсудить квантовую запутанность, чем и займёмся в следующий раз...
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
👍5🔥4⚡1
Ученые из Кливлендской клиники, RIKEN и IBM использовали квантовые компьютеры IBM и два самых мощных суперкомпьютера в мире для имитации белковых комплексов, охватывающих до 12,635 атомов
Работа стала крупнейшим моделированием биологически значимых молекул, выполняемых с помощью квантового оборудования, и сигнализирует о том, что квантовые компьютеры уже "созревают" в полезные расчетные инструменты, которые могут помочь решить фундаментальные проблемы в биологии, химии и науках о жизни.
Результаты были достигнуты с помощью инновационного алгоритма, который оптимизирует совместную работу квантовых и классических компьютеров - фреймворк, известный как квантово-ориентированный суперкомпьютинг. Используя этот подход, команда зафиксировала поведение двух биохимически значимых белков, размеры которых примерно в 40 раз превысили прошлые достижения полугодовой давности. Кроме того, точность моделирования на ключевом этапе рабочего процесса улучшилась в 210 раз.
Использование квантовых компьютеров в моделировании белковых комплексов было мотивировано проблемами, с которыми сталкиваются сегодня исследователи при изучении того, как лекарство-кандидат может связываться с тем или иным белком - одной из самых сложных и дорогостоящих проблем в исследованиях в области наук о жизни. Современные методы решения подобных задач быстро перестают работать, когда молекулы увеличиваются в размерах. Точное изучение процесса связи на начальном этапе разработки лекарств может значительно сократить сроки разработки, которые в настоящее время составляют около десятилетия и требуют больших вложений.
«Эта работа знаменует собой важный прогресс и подчеркивает новую роль квантовых вычислений в системах, имеющих отношение к открытию лекарств», - сказал Кеннет Мерц, доктор философии, ведущий автор исследования и штатный научный сотрудник кафедры вычислительных наук Кливлендской клиники. «Перейдя барьер в 12,000 атомов, мы значительно расширили масштаб биологически значимых молекулярных симуляций, возможных с помощью квантовых вычислений, и продемонстрировали основу для применения этих методов к научно значимым проблемам в более широком масштабе».
«В течение многих лет квантовые вычисления были не более, чем обещаниями. Теперь квантовые компьютеры дают результаты, которые имеют значение для науки», — сказал Джей Гамбетта, директор IBM Research и IBM Fellow. «Системы, которые мы смоделировали здесь, — это молекулы, с которыми работают биологи и химики в реальном мире. Квантовые компьютеры уже давно не просто "жизнеспособные инструменты" - они подтверждают свою состоятельность при достижении значимых результатов в реальных задачах, требующих суперкомпьютерных подходов».
В исследовании задействовано 2 QPU IBM на 156 кубитов, на которых запущено более 9000 квантовых цепочек общей продолжительностью исполнения более 100 часов.
P. S. Новость сегодняшняя, похоже, что мы вообще первые, кто об этом написал на русском 🥳👏
Работа стала крупнейшим моделированием биологически значимых молекул, выполняемых с помощью квантового оборудования, и сигнализирует о том, что квантовые компьютеры уже "созревают" в полезные расчетные инструменты, которые могут помочь решить фундаментальные проблемы в биологии, химии и науках о жизни.
Результаты были достигнуты с помощью инновационного алгоритма, который оптимизирует совместную работу квантовых и классических компьютеров - фреймворк, известный как квантово-ориентированный суперкомпьютинг. Используя этот подход, команда зафиксировала поведение двух биохимически значимых белков, размеры которых примерно в 40 раз превысили прошлые достижения полугодовой давности. Кроме того, точность моделирования на ключевом этапе рабочего процесса улучшилась в 210 раз.
Использование квантовых компьютеров в моделировании белковых комплексов было мотивировано проблемами, с которыми сталкиваются сегодня исследователи при изучении того, как лекарство-кандидат может связываться с тем или иным белком - одной из самых сложных и дорогостоящих проблем в исследованиях в области наук о жизни. Современные методы решения подобных задач быстро перестают работать, когда молекулы увеличиваются в размерах. Точное изучение процесса связи на начальном этапе разработки лекарств может значительно сократить сроки разработки, которые в настоящее время составляют около десятилетия и требуют больших вложений.
«Эта работа знаменует собой важный прогресс и подчеркивает новую роль квантовых вычислений в системах, имеющих отношение к открытию лекарств», - сказал Кеннет Мерц, доктор философии, ведущий автор исследования и штатный научный сотрудник кафедры вычислительных наук Кливлендской клиники. «Перейдя барьер в 12,000 атомов, мы значительно расширили масштаб биологически значимых молекулярных симуляций, возможных с помощью квантовых вычислений, и продемонстрировали основу для применения этих методов к научно значимым проблемам в более широком масштабе».
«В течение многих лет квантовые вычисления были не более, чем обещаниями. Теперь квантовые компьютеры дают результаты, которые имеют значение для науки», — сказал Джей Гамбетта, директор IBM Research и IBM Fellow. «Системы, которые мы смоделировали здесь, — это молекулы, с которыми работают биологи и химики в реальном мире. Квантовые компьютеры уже давно не просто "жизнеспособные инструменты" - они подтверждают свою состоятельность при достижении значимых результатов в реальных задачах, требующих суперкомпьютерных подходов».
В исследовании задействовано 2 QPU IBM на 156 кубитов, на которых запущено более 9000 квантовых цепочек общей продолжительностью исполнения более 100 часов.
P. S. Новость сегодняшняя, похоже, что мы вообще первые, кто об этом написал на русском 🥳
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
❤🔥5🔥4💊2
Квантовая запутанность
Часть 2 - Найдем же запутанные состояния!
Часть 1 - ранее.
Настало время пристальнее взглянуть на то, какие именно состояния - запутанные.
Для этого рассмотрим два кубита - кубит 1 и кубит 2. Каждый из них может быть не только в состоянии |0〉 или |1〉, но также и в любых суперпозициях:
|ф〉 = |0〉 + α|1⟩
Здесь α - произвольное комплексное число, такое что 〈ф|ф〉 = 1 - условие нормировки, которое обеспечивает адекватную связь с вероятностями измерений. При пренебрежении глобальной фазой вектора |ф⟩ (обычно ненаблюдаемой) все эти состояния образуют пространство, эквивалентное обычной сферe - ее также называют сферой Блоха. Обозначим эти пространства ℬ₁ и ℬ₂ , для каждого из кубитов.
Как указано ранее, все возможные состояния этих двух кубитов, объединенных в единую квантовую систему, нужно описывать в пространстве ℬ = ℬ₁⊗ ℬ₂ . Итак, ℬ - комплексное гильбертово пространство размерности 4 с такими базисными векторами:
|00〉 ≡ |0〉₁⊗|0〉₂
|01〉 ≡ |0〉₁⊗|1〉₂
|10〉 ≡ |1〉₁⊗|0〉₂
|11〉 ≡ |1〉₁⊗|1〉₂
Любое состояние двух кубитов |Ψ〉, не представимое в виде тензорного произведения каких-либо векторов из ℬ₁ и ℬ₂ , то есть, |x〉₁⊗|y〉₂ - квантово запутанное.
Самый известный пример запутанных состояний - состояния Белла. Для примера рассмотрим одно из них:
|Ф⁺〉 =(|00〉 + |11〉)/⎷ 2 (определение)
Предположим, что состояние |Ф⁺〉 - не запутано, тогда его можно было бы разложить:
|Ф⁺〉 = |x〉₁⊗|y〉₂ = {разлагая множители по базису в своих пространствах} = ( a|0〉₁+ b|1〉₁ ) ⊗ ( c|0〉₂+ d|1〉₂ ) = ...
...= ac|00〉 + bc|10〉+ ad|01〉 + bd|11〉.
Обратим внимание, что два из слагаемых — ad|01〉 и bc|10〉 — должны зануляться, по определению, данному нами для |Ф⁺〉. То есть, ad = bc = 0, что автоматически означает, что либо ac = 0, либо bd = 0 - подумайте, почему так, это простая логическая двухходовочка. А это уже означает, что одно из слагаемых в определении |Ф⁺〉 равно нулю - противоречие.
Следовательно, от противного доказываем, что состояние |Ф⁺〉 - квантово запутанное.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
👍9🤓4✍3🙉1
Не все из наших авторов живут и даже бывают в России, но сегодняшний день совершенно точно на особом счету.
Как сказал один умный человек:
В этом духе хотим всех поздравить с Днём Победы и пожелать выдержки, терпения, веры в лучшее и доброй памяти о не-прошлом.
Ваш, авторский коллектив СКТ.
Как сказал один умный человек:
- Прошлое никогда не умирает. Оно даже не прошлое.
В этом духе хотим всех поздравить с Днём Победы и пожелать выдержки, терпения, веры в лучшее и доброй памяти о не-прошлом.
Ваш, авторский коллектив СКТ.
👍5🔥3🎉1
Сегодня отклоняемся от темы, но вот накипело как-то.
Вы тоже страдаете от того, что постоянно и повсюду отличаете ИИшные тексты от человеческих? Преследует ощущение, что даже если автор берет в качестве черновика текст от железки, пытаясь затем причесать его, привнести что-то своё, сгладить неудачные сравнения, даже изменить грамматику - все равно не получается скрыть этот ИИ-шный каркас, иногда проглядывающий 1-2 раза за текст, иногда и вовсе торчащий всеми своими пружинами и железками в каждом втором обороте речи.
По-видимому, с чрезмерным усложнением современных архитектур уже будет безнадежно пытаться понять точную логику того, как именно выстраивается текст в ответах от ИИ.
Не являясь специалистом по LLM, выхватываешь общие слова, которые примерно описывают происходящее и которые ещё можно понять без плотного погружения в тему - переведение слов и конструкций в вектора, поиск сходств, внутреннее внимание, интерполяция, ну и в этом духе. Насколько это все близко человеческой речи, и каким образом в нашей голове из мыслей рождаются грамматические конструкции, как мы подбираем слова? Как-то вот кажется, что даже если прочитать все известные тексты, прослушать всю музыку - это не станет достаточным условием для того, чтоб человек мог порождать принципиально новые идеи, создавать какие-то новые культурные артефакты. С другой стороны, нас здорово щёлкнули по носу, показав, что многие умственные задачи не столь творческие, как нам казалось раньше.
Вы тоже страдаете от того, что постоянно и повсюду отличаете ИИшные тексты от человеческих? Преследует ощущение, что даже если автор берет в качестве черновика текст от железки, пытаясь затем причесать его, привнести что-то своё, сгладить неудачные сравнения, даже изменить грамматику - все равно не получается скрыть этот ИИ-шный каркас, иногда проглядывающий 1-2 раза за текст, иногда и вовсе торчащий всеми своими пружинами и железками в каждом втором обороте речи.
По-видимому, с чрезмерным усложнением современных архитектур уже будет безнадежно пытаться понять точную логику того, как именно выстраивается текст в ответах от ИИ.
Не являясь специалистом по LLM, выхватываешь общие слова, которые примерно описывают происходящее и которые ещё можно понять без плотного погружения в тему - переведение слов и конструкций в вектора, поиск сходств, внутреннее внимание, интерполяция, ну и в этом духе. Насколько это все близко человеческой речи, и каким образом в нашей голове из мыслей рождаются грамматические конструкции, как мы подбираем слова? Как-то вот кажется, что даже если прочитать все известные тексты, прослушать всю музыку - это не станет достаточным условием для того, чтоб человек мог порождать принципиально новые идеи, создавать какие-то новые культурные артефакты. С другой стороны, нас здорово щёлкнули по носу, показав, что многие умственные задачи не столь творческие, как нам казалось раньше.
💯4🔥3👀1
🔥 Адиабатические квантовые вычисления
🔥Часть 4 - Уйти нельзя остаться
ранее - часть 1, часть 2, часть 3
Итак, продолжение нашей саги о квантовом отжиге!
Нынче мы обсудим, в чем же проблема маленькой щели (см. картинку в Части 3).
Для распутывания этой истории нам потребуется разговор об эффекте Ландау-Зенера, или туннелировании в энергетическом пространстве. Дело в том, что прохождение антикроссинга с расщеплением между уровнями 2*g сильно зависит от скорости движения через него, то есть от величины производной:
E'(t) = dЕ(t)/dt = dE/dk * dk/dt,
где Е - энергия уровня, k - некоторый изменяемый параметр (для кубитов - обычно, магнитное поле) t - время.
Расчет динамики системы при таком воздействии показывает, что чем быстрее система "пролетает" антикроссинг, тем больше вероятность не оказаться на той же ветке, а буквально проскочить через расщепление на следующий уровень!
Точнее, стартуя с нижней ветки, вероятность оказаться на верхней ветке после антикроссинга есть:
P(g --> e) = exp(-πg²/ℏE'(t))
Выходит, что если Е'(t) - большое, а g - мало, то P = 1 - вы вообще не останетесь в нижнем состоянии, а "пролетите" расщепление насквозь. Если же система двигается медленно или расщепление очень широко, то P --> 0.
Эта невозможность высокой скорости отжига при малости щели портит всю идею отжига. Действительно, малость возможных антипересечений предсказать довольно трудно, мы же идём из простого гамильтониана в сложный, меняя параметры, промежуточных состояний не знаем. И наш план-то заключался в том, чтоб начать из основного состояния простого гамильтониана, пройти через все подобные расщепления и оказаться в основном состоянии уже нового гамильтониана - и конечно, ценность любого расчета зависит от его скорости - быстрее надо бы посчитать все это!
Получилось, что малость щели не очень то известна заранее, поэтому насколько медленно нужно ехать, меняя параметры - тоже заранее не известно. Велик риск закончить довольно далеко от целевого ответа, то есть, неправильно решить задачу 🤷
🔥Часть 4 - Уйти нельзя остаться
ранее - часть 1, часть 2, часть 3
Итак, продолжение нашей саги о квантовом отжиге!
Нынче мы обсудим, в чем же проблема маленькой щели (см. картинку в Части 3).
Для распутывания этой истории нам потребуется разговор об эффекте Ландау-Зенера, или туннелировании в энергетическом пространстве. Дело в том, что прохождение антикроссинга с расщеплением между уровнями 2*g сильно зависит от скорости движения через него, то есть от величины производной:
E'(t) = dЕ(t)/dt = dE/dk * dk/dt,
где Е - энергия уровня, k - некоторый изменяемый параметр (для кубитов - обычно, магнитное поле) t - время.
Расчет динамики системы при таком воздействии показывает, что чем быстрее система "пролетает" антикроссинг, тем больше вероятность не оказаться на той же ветке, а буквально проскочить через расщепление на следующий уровень!
Точнее, стартуя с нижней ветки, вероятность оказаться на верхней ветке после антикроссинга есть:
P(g --> e) = exp(-πg²/ℏE'(t))
Выходит, что если Е'(t) - большое, а g - мало, то P = 1 - вы вообще не останетесь в нижнем состоянии, а "пролетите" расщепление насквозь. Если же система двигается медленно или расщепление очень широко, то P --> 0.
Эта невозможность высокой скорости отжига при малости щели портит всю идею отжига. Действительно, малость возможных антипересечений предсказать довольно трудно, мы же идём из простого гамильтониана в сложный, меняя параметры, промежуточных состояний не знаем. И наш план-то заключался в том, чтоб начать из основного состояния простого гамильтониана, пройти через все подобные расщепления и оказаться в основном состоянии уже нового гамильтониана - и конечно, ценность любого расчета зависит от его скорости - быстрее надо бы посчитать все это!
Получилось, что малость щели не очень то известна заранее, поэтому насколько медленно нужно ехать, меняя параметры - тоже заранее не известно. Велик риск закончить довольно далеко от целевого ответа, то есть, неправильно решить задачу 🤷
👍2🤔1💯1
Сегодня раскрываем смысл куперовских пар в сверхпроводниках.
Часто говорят, что в сверхпроводнике электроны спариваются, образуя куперовские пары. В целом это верно, однако важно помнить, что куперовская пара - это не маленькая связанная молекула из двух электронов, а коллективная корреляция в электронной системе. В обычных сверхпроводниках такие пары сильно перекрываются друг с другом и образуют единое макроскопически когерентное состояние.
В стандартной теории БКШ основное состояние сверхпроводника не имеет строго фиксированного числа куперовских пар. Его удобно записывать как когерентную суперпозицию состояний с разным числом пар. В этом смысле, пары в конденсате создаются и уничтожаются: это не означает нарушения закона сохранения заряда, а отражает то, что мы используем описание, в котором число пар не является "хорошим" квантовым числом.
Ключевую роль здесь играет фаза коллективной волновой функции. В термодинамическом пределе, основное состояние можно рассматривать как вырожденное по этой фазе: разные значения фазы соответствуют различным состояниям с одной и той же энергией. Фиксированная фаза означает неопределённость числа пар, и наоборот: состояние с точно фиксированным числом частиц не имеет определённой сверхпроводящей фазы. Это проявление соотношения неопределённости между числом частиц и фазой.
При этом из фазовых основных состояний действительно можно построить состояние с точно заданным числом куперовских пар - например, проецированием на фиксированное число частиц. Такое описание особенно уместно для полностью изолированного сверхпроводника, где полное число электронов строго сохраняется. Если же сверхпроводник связан с электромагнитным окружением, резервуаром или другими сверхпроводниками, то реализуемое состояние фактически определяется граничными условиями: окружение может фиксировать фазу, заряд или некоторую промежуточную комбинацию этих величин.
Именно поэтому сверхпроводимость - это не просто «газ куперовских пар», а макроскопическое квантовое состояние с фазовой когерентностью. Эта фаза становится наблюдаемой не сама по себе, а через разности фаз, например в эффекте Джозефсона, квантовании потока и интерференционных явлениях.
👋
Часто говорят, что в сверхпроводнике электроны спариваются, образуя куперовские пары. В целом это верно, однако важно помнить, что куперовская пара - это не маленькая связанная молекула из двух электронов, а коллективная корреляция в электронной системе. В обычных сверхпроводниках такие пары сильно перекрываются друг с другом и образуют единое макроскопически когерентное состояние.
В стандартной теории БКШ основное состояние сверхпроводника не имеет строго фиксированного числа куперовских пар. Его удобно записывать как когерентную суперпозицию состояний с разным числом пар. В этом смысле, пары в конденсате создаются и уничтожаются: это не означает нарушения закона сохранения заряда, а отражает то, что мы используем описание, в котором число пар не является "хорошим" квантовым числом.
Ключевую роль здесь играет фаза коллективной волновой функции. В термодинамическом пределе, основное состояние можно рассматривать как вырожденное по этой фазе: разные значения фазы соответствуют различным состояниям с одной и той же энергией. Фиксированная фаза означает неопределённость числа пар, и наоборот: состояние с точно фиксированным числом частиц не имеет определённой сверхпроводящей фазы. Это проявление соотношения неопределённости между числом частиц и фазой.
При этом из фазовых основных состояний действительно можно построить состояние с точно заданным числом куперовских пар - например, проецированием на фиксированное число частиц. Такое описание особенно уместно для полностью изолированного сверхпроводника, где полное число электронов строго сохраняется. Если же сверхпроводник связан с электромагнитным окружением, резервуаром или другими сверхпроводниками, то реализуемое состояние фактически определяется граничными условиями: окружение может фиксировать фазу, заряд или некоторую промежуточную комбинацию этих величин.
Именно поэтому сверхпроводимость - это не просто «газ куперовских пар», а макроскопическое квантовое состояние с фазовой когерентностью. Эта фаза становится наблюдаемой не сама по себе, а через разности фаз, например в эффекте Джозефсона, квантовании потока и интерференционных явлениях.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
✍4👍3❤2
Задачка выходного дня.
Допустим, что у нас есть контакт нормального металлического провода с проводом сверхпроводящим - так называемая NS-граница. Провода соединены последовательно и мы пропускаем по этим проводам ток при низкой температуре.
Свободный электрон, носитель заряда в металле, подлетает к границе проводов и хочет перенести ток в сверхпроводник. Но в сверхпроводнике есть только куперовские пары, у которых отличается заряд - он равен 2е, а не е. Квазичастиц- свободных электронов в сверхпроводнике очень мало, потому что температура низкая. Перенося ток, надо бы соблюсти закон сохранения заряда и разные другие законы: просто "рождать" нужную пару электрон обычно не может.
Вопрос: что же произойдет с этим электроном и каким образом течет ток через NS-границу?
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
👀2🤓1
Сверхпроводниковые квантовые технологии ❄️
Итак, отвечаем на поставленный вопрос ✍️
Андреевское отражение - это необычный способ, которым электрический ток проходит через границу между обычным металлом и сверхпроводником. В обычном металле ток переносят отдельные электроны, а в сверхпроводнике - куперовские пары, то есть связанные пары электронов, движущиеся согласованно. Поэтому на границе возникает вышеупомянутая проблема: как одиночный электрон из нормального металла может попасть в среду, где ток течёт не по одному электрону, а парами?
Если энергия электрона меньше сверхпроводящей щели, он не может просто войти в сверхпроводник как обычная одиночная частица: там для него нет доступного состояния. Вместо этого происходит более тонкий процесс. Электрон из нормального металла как бы “подбирает” себе второй электрон с противоположным импульсом и спином, и вместе они добавляются к сверхпроводящему конденсату как новая куперовская пара. Но второй электрон не возникает из ниоткуда: он берётся из заполненных электронных состояний нормального металла.
После того как этот второй электрон уходит в сверхпроводник, в нормальном металле остаётся его отсутствие - дырка. Именно эта дырка и отражается обратно от границы. Поэтому снаружи процесс выглядит так: к сверхпроводнику прилетает электрон, а назад возвращается дырка. Такое отражение называют андреевским - в честь первооткрывателя академика Андреева, известного теоретика. Оно не похоже на обычное зеркальное отражение, потому что дырка возвращается почти точно по траектории, по которой пришёл электрон; это называют ретро-отражением.
Физическая суть процесса в том, что андреевское отражение согласует два разных способа переноса заряда. В нормальном металле заряд переносится одиночными электронами, а в сверхпроводнике - парами с зарядом (2e). Когда электрон превращается в отражённую дырку, в сверхпроводник фактически передаются сразу два электронных заряда: один от прилетевшего электрона и один от электрона, “забранного” из нормального металла. Поэтому андреевское отражение является механизмом, с помощью которого подщелевой ток проходит через границу нормального металла и сверхпроводника.
При этом дырка летит обратно, но электрический ток, связанный с ней, направлен к сверхпроводнику, поскольку дырка имеет положительный заряд. Это одна из причин, почему явление кажется парадоксальным: квазичастица движется назад, а заряд в сумме переносится вперёд. Андреевское отражение тем самым показывает, что в сверхпроводящих структурах ток - это не просто поток отдельных электронов, а результат квантово-когерентного преобразования электронных состояний на границе двух разных фаз вещества.
👋
Андреевское отражение - это необычный способ, которым электрический ток проходит через границу между обычным металлом и сверхпроводником. В обычном металле ток переносят отдельные электроны, а в сверхпроводнике - куперовские пары, то есть связанные пары электронов, движущиеся согласованно. Поэтому на границе возникает вышеупомянутая проблема: как одиночный электрон из нормального металла может попасть в среду, где ток течёт не по одному электрону, а парами?
Если энергия электрона меньше сверхпроводящей щели, он не может просто войти в сверхпроводник как обычная одиночная частица: там для него нет доступного состояния. Вместо этого происходит более тонкий процесс. Электрон из нормального металла как бы “подбирает” себе второй электрон с противоположным импульсом и спином, и вместе они добавляются к сверхпроводящему конденсату как новая куперовская пара. Но второй электрон не возникает из ниоткуда: он берётся из заполненных электронных состояний нормального металла.
После того как этот второй электрон уходит в сверхпроводник, в нормальном металле остаётся его отсутствие - дырка. Именно эта дырка и отражается обратно от границы. Поэтому снаружи процесс выглядит так: к сверхпроводнику прилетает электрон, а назад возвращается дырка. Такое отражение называют андреевским - в честь первооткрывателя академика Андреева, известного теоретика. Оно не похоже на обычное зеркальное отражение, потому что дырка возвращается почти точно по траектории, по которой пришёл электрон; это называют ретро-отражением.
Физическая суть процесса в том, что андреевское отражение согласует два разных способа переноса заряда. В нормальном металле заряд переносится одиночными электронами, а в сверхпроводнике - парами с зарядом (2e). Когда электрон превращается в отражённую дырку, в сверхпроводник фактически передаются сразу два электронных заряда: один от прилетевшего электрона и один от электрона, “забранного” из нормального металла. Поэтому андреевское отражение является механизмом, с помощью которого подщелевой ток проходит через границу нормального металла и сверхпроводника.
При этом дырка летит обратно, но электрический ток, связанный с ней, направлен к сверхпроводнику, поскольку дырка имеет положительный заряд. Это одна из причин, почему явление кажется парадоксальным: квазичастица движется назад, а заряд в сумме переносится вперёд. Андреевское отражение тем самым показывает, что в сверхпроводящих структурах ток - это не просто поток отдельных электронов, а результат квантово-когерентного преобразования электронных состояний на границе двух разных фаз вещества.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
👍5🔥2🤓1💅1
Краткий чек-лист по последним тенденциям в области квантовых технологий.
Часть 1 - про аппаратные платформы в отдельности и про тенденции развития железа в целом.
1. Аппаратные платформы
- Сверхпроводниковые кубиты
Сохраняют лидерство по зрелости экосистемы, скорости вентилей и числу доступных облачных устройств. При этом, фокус смещается от количества физических кубитов к качеству логических кубитов, коррекции ошибок и масштабируемой криогенной инфраструктуре. IBM в 2026 году заявила о крупных инвестициях для создания крупномасштабного отказоустойчивого компьютера к 2029 году.
- Ионные ловушки
Интерес к платформе обусловлен высокой точностью операций и большими временами когерентности. Однако, возможности ионов ограничены скоростью вентилей и трудностью масштабирования. Идёт ориентация на модульные архитектуры, фотонные интерконнекты и улучшение параллелизма.
- Нейтральные атомы
Одна из самых динамичных платформ: доступны большие массивы атомов, возможность реализации различных топологий в ловушке, высокий потенциал для квантовой симуляции и коррекции ошибок. В 2025 году появились заметные результаты по логическим кубитам и отказоустойчивым операциям на нейтральных атомах.
- Фотонные платформы
Важны для квантовой связи, распределенных вычислений и потенциально масштабируемых архитектур. Сильные стороны - работа при комнатной температуре, низкая декогеренция, естественная совместимость с коммуникационными каналами. Слабое место - потери фотонов и слабые эффективные нелинейности
- Кремниевые спиновые кубиты, дефекты в алмазе
Это более специализированные, но стратегически важные направления. Особенно заметен интерес к аппаратно-эффективной коррекции ошибок, например через коды коррекции с небольшим количеством проверок, где часть защиты реализуется на уровне физической степени свободы.
2. Сквозные аппаратные тренды
Сдвиг от NISQ к коррекции ошибок
Большее внимание уделяется реализации логических кубитов, возможным и эффективных кодов коррекции с большими кодовыми расстояния, сколь угодно долго живущим логическим кубитам и стоимости одного логического вентиля.
Гибридные и мультиплатформенные стратегии
Крупные игроки уже не всегда делают ставку на единственную реализацию; например, Google Quantum AI начал добавлять нейтральные атомы к сверхпроводниковому направлению.
Модульность и интерконнекты: Акцент на развитие вспомогательных объектов, таких, как фотонные связи, крио-CMOS электроника, распределенные процессоры, квантовый интернет.
Квантовые сенсоры и коммуникации развиваются параллельно вычислениям: нужно отметить атомные часы, магнитометрию, гравиметрию, квантовое распределение ключей, постквантовую криптографию.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
👍2🔥2
Как г-н Рубликов и майор Криптоломов спасали деньги от алгоритма Шора
В банке «Надёжный, как пароль 1234» утро началось тревожно.
Г-н Рубликов, начальник отдела цифрового спокойствия, сидел в кабинете и смотрел на график курса рубля. График, как всегда, выглядел так, будто его нарисовала белка, попавшая в Excel.
— Это ещё полбеды, — прошептал Рубликов. — А вот квантовые компьютеры…
Он нажал кнопку внутренней связи.
— Срочно майора Криптоломова из ФСБ! И чай. Нет, сначала майора. Хотя чай тоже срочно.
Через пятнадцать минут в кабинет вошёл майор Криптоломов: строгий, квадратный и с таким выражением лица, будто он лично проверял энтропию Вселенной на соответствие ГОСТу.
— Докладывайте, гражданин банкир.
Рубликов развернул на столе распечатку статьи с заголовком: «Алгоритм Шора взломает RSA и уничтожит всё привычное».
— Вот! — сказал он. — Деньги! Клиенты! Подписи! Межбанк! Если злоумышленник применит КК…
— Кого? — насторожился майор.
— Квантовый компьютер.
— А, — сказал Криптоломов, чуть расслабившись. — Я уж подумал, какая-то новая криптобиржа.
Они оба мрачно посмотрели на статью.
— Значит так, — сказал майор. — Если алгоритм Шора умеет раскладывать большие числа на множители, то он может раскрыть закрытые ключи?
— Именно! — кивнул Рубликов. — А если раскроет закрытые ключи, то деньги уйдут.
— Куда?
— В неизвестном направлении.
— Это я не люблю, — сказал майор. — Неизвестное направление должно быть установлено заранее.
Они решили немедленно обратиться к главному специалисту по непонятному — доктору физико-математических наук Непоседкину, который работал в Институте квантовой суеты и прикладной тревожности.
Доктор Непоседкин встретил их в лаборатории. На столе у него стоял криостат, три кружки кофе, осциллограф и табличка: «Не трогать. Это либо эксперимент, либо обед».
— Доктор, — начал Рубликов, — у нас чрезвычайная ситуация. Алгоритм Шора угрожает банковской системе.
— Опять? — устало спросил Непоседкин. — В прошлом месяце он уже угрожал бухгалтерии, нотариату и школьному электронному дневнику.
Майор положил перед ним распечатку.
— Объясните просто. Может ли преступник завтра включить квантовый компьютер и украсть деньги?
Непоседкин поправил очки.
— Завтра? Нет.
— Послезавтра? — уточнил Рубликов.
— Тоже нет.
— После майских праздников?
— Если только украдёт обычным фишингом.
Майор записал: «Фишинг — по-прежнему опаснее физики».
— Смотрите, — сказал доктор. — Алгоритм Шора действительно красивый. В математическом смысле он как балерина с калькулятором: элегантно находит период функции, а потом через него раскладывает число на множители. Для RSA это неприятно.
— Вот! — вскрикнул Рубликов.
— Но есть нюанс, — поднял палец Непоседкин. — Чтобы взломать реальные банковские ключи, нужны не игрушечные кубиты, которые разваливаются от косого взгляда аспиранта, а огромное количество надёжных, исправленных от ошибок логических кубитов.
— Логических? — переспросил майор.
— Да. Потому что физические кубиты шумят. Они капризные. Один думает, что он ноль, второй — что он единица, третий — что он в суперпозиции, а четвёртый вообще требует грант.
Рубликов нервно улыбнулся.
— То есть текущие устройства…
— Текущие устройства, — сказал Непоседкин, — могут показать маленькие демонстрации, научные прототипы, эффектные графики и повод для пресс-релиза. Но чтобы реально прогнать Шора на ключах банковского масштаба, надо ещё очень много инженерии, коррекции ошибок, стабильности, масштаба и терпения.
— Сколько терпения? — спросил майор.
— Больше, чем у службы поддержки банка в понедельник утром.
Криптоломов задумался.
— Значит, алгоритм есть, угроза теоретическая есть, но преступник с сегодняшним квантовым компьютером скорее взломает чайник, чем банк?
— Если чайник использует RSA-2048, то тоже не взломает, — сказал доктор. — Но может испугать чайник презентацией.
Рубликов облегчённо выдохнул.
— Значит, деньги пока не украдут с помощью КК?
— С помощью нынешнего КК — нет. С помощью письма «уважаемый клиент, срочно подтвердите пароль» — гораздо вероятнее.
Майор резко повернулся к Рубликову.
— А вот этим вы занимаетесь?
В банке «Надёжный, как пароль 1234» утро началось тревожно.
Г-н Рубликов, начальник отдела цифрового спокойствия, сидел в кабинете и смотрел на график курса рубля. График, как всегда, выглядел так, будто его нарисовала белка, попавшая в Excel.
— Это ещё полбеды, — прошептал Рубликов. — А вот квантовые компьютеры…
Он нажал кнопку внутренней связи.
— Срочно майора Криптоломова из ФСБ! И чай. Нет, сначала майора. Хотя чай тоже срочно.
Через пятнадцать минут в кабинет вошёл майор Криптоломов: строгий, квадратный и с таким выражением лица, будто он лично проверял энтропию Вселенной на соответствие ГОСТу.
— Докладывайте, гражданин банкир.
Рубликов развернул на столе распечатку статьи с заголовком: «Алгоритм Шора взломает RSA и уничтожит всё привычное».
— Вот! — сказал он. — Деньги! Клиенты! Подписи! Межбанк! Если злоумышленник применит КК…
— Кого? — насторожился майор.
— Квантовый компьютер.
— А, — сказал Криптоломов, чуть расслабившись. — Я уж подумал, какая-то новая криптобиржа.
Они оба мрачно посмотрели на статью.
— Значит так, — сказал майор. — Если алгоритм Шора умеет раскладывать большие числа на множители, то он может раскрыть закрытые ключи?
— Именно! — кивнул Рубликов. — А если раскроет закрытые ключи, то деньги уйдут.
— Куда?
— В неизвестном направлении.
— Это я не люблю, — сказал майор. — Неизвестное направление должно быть установлено заранее.
Они решили немедленно обратиться к главному специалисту по непонятному — доктору физико-математических наук Непоседкину, который работал в Институте квантовой суеты и прикладной тревожности.
Доктор Непоседкин встретил их в лаборатории. На столе у него стоял криостат, три кружки кофе, осциллограф и табличка: «Не трогать. Это либо эксперимент, либо обед».
— Доктор, — начал Рубликов, — у нас чрезвычайная ситуация. Алгоритм Шора угрожает банковской системе.
— Опять? — устало спросил Непоседкин. — В прошлом месяце он уже угрожал бухгалтерии, нотариату и школьному электронному дневнику.
Майор положил перед ним распечатку.
— Объясните просто. Может ли преступник завтра включить квантовый компьютер и украсть деньги?
Непоседкин поправил очки.
— Завтра? Нет.
— Послезавтра? — уточнил Рубликов.
— Тоже нет.
— После майских праздников?
— Если только украдёт обычным фишингом.
Майор записал: «Фишинг — по-прежнему опаснее физики».
— Смотрите, — сказал доктор. — Алгоритм Шора действительно красивый. В математическом смысле он как балерина с калькулятором: элегантно находит период функции, а потом через него раскладывает число на множители. Для RSA это неприятно.
— Вот! — вскрикнул Рубликов.
— Но есть нюанс, — поднял палец Непоседкин. — Чтобы взломать реальные банковские ключи, нужны не игрушечные кубиты, которые разваливаются от косого взгляда аспиранта, а огромное количество надёжных, исправленных от ошибок логических кубитов.
— Логических? — переспросил майор.
— Да. Потому что физические кубиты шумят. Они капризные. Один думает, что он ноль, второй — что он единица, третий — что он в суперпозиции, а четвёртый вообще требует грант.
Рубликов нервно улыбнулся.
— То есть текущие устройства…
— Текущие устройства, — сказал Непоседкин, — могут показать маленькие демонстрации, научные прототипы, эффектные графики и повод для пресс-релиза. Но чтобы реально прогнать Шора на ключах банковского масштаба, надо ещё очень много инженерии, коррекции ошибок, стабильности, масштаба и терпения.
— Сколько терпения? — спросил майор.
— Больше, чем у службы поддержки банка в понедельник утром.
Криптоломов задумался.
— Значит, алгоритм есть, угроза теоретическая есть, но преступник с сегодняшним квантовым компьютером скорее взломает чайник, чем банк?
— Если чайник использует RSA-2048, то тоже не взломает, — сказал доктор. — Но может испугать чайник презентацией.
Рубликов облегчённо выдохнул.
— Значит, деньги пока не украдут с помощью КК?
— С помощью нынешнего КК — нет. С помощью письма «уважаемый клиент, срочно подтвердите пароль» — гораздо вероятнее.
Майор резко повернулся к Рубликову.
— А вот этим вы занимаетесь?
👍2❤1👌1
⬆️⬆️⬆️(окончание, начало - в предыдущем посте) ⬆️⬆️⬆️
— Конечно! У нас есть отдел антифишинга.
— Сколько человек?
— Один. Но очень мотивированный.
— А отдел квантовой паники?
— Семнадцать. Ой, и кстати, почему мы туда не обратились? Я уже и забыл о его существовании, хорошо что Вы мне напомнили...
Майор медленно закрыл блокнот.
— Перераспределить.
Доктор Непоседкин налил всем чай из прибора, который подозрительно гудел.
— Подводя итог: алгоритм Шора — серьёзный теоретический результат. В долгую криптографию надо переводить на постквантовые схемы. Но завтра утром ваши деньги не исчезнут из-за квантового компьютера. Если они исчезнут, ищите не кубиты, а человека, который поставил пароль «Rublykov2026».
Рубликов побледнел.
— Откуда Вы узнали?? В любом случае, это был временный пароль.
— Временные пароли, — сказал майор, — самые постоянные.
В тот же день в банке «Надёжный, как пароль 1234» приняли три решения. Первое: начать плановый переход на постквантовую криптографию. Второе: усилить защиту от фишинга.
Третье: переименовать отдел квантовой паники в отдел стратегического спокойствия. А майор Криптоломов, уходя из института, всё-таки спросил у Непоседкина:
— Доктор, а если кубит находится одновременно в нуле и единице, он считается подозреваемым или свидетелем?
Непоседкин задумался.
— До измерения — проходит по делу как лицо в суперпозиции.
Майор впервые за день улыбнулся.
— Хорошая формулировка. Заберу в методичку.
— Конечно! У нас есть отдел антифишинга.
— Сколько человек?
— Один. Но очень мотивированный.
— А отдел квантовой паники?
— Семнадцать. Ой, и кстати, почему мы туда не обратились? Я уже и забыл о его существовании, хорошо что Вы мне напомнили...
Майор медленно закрыл блокнот.
— Перераспределить.
Доктор Непоседкин налил всем чай из прибора, который подозрительно гудел.
— Подводя итог: алгоритм Шора — серьёзный теоретический результат. В долгую криптографию надо переводить на постквантовые схемы. Но завтра утром ваши деньги не исчезнут из-за квантового компьютера. Если они исчезнут, ищите не кубиты, а человека, который поставил пароль «Rublykov2026».
Рубликов побледнел.
— Откуда Вы узнали?? В любом случае, это был временный пароль.
— Временные пароли, — сказал майор, — самые постоянные.
В тот же день в банке «Надёжный, как пароль 1234» приняли три решения. Первое: начать плановый переход на постквантовую криптографию. Второе: усилить защиту от фишинга.
Третье: переименовать отдел квантовой паники в отдел стратегического спокойствия. А майор Криптоломов, уходя из института, всё-таки спросил у Непоседкина:
— Доктор, а если кубит находится одновременно в нуле и единице, он считается подозреваемым или свидетелем?
Непоседкин задумался.
— До измерения — проходит по делу как лицо в суперпозиции.
Майор впервые за день улыбнулся.
— Хорошая формулировка. Заберу в методичку.
👏3👍2🤗1
https://arxiv.org/pdf/2606.03884
Ну что можно сказать - кубитов у Майкрософт не было, но теперь стало вдвое больше 😅😂
Можем ошибаться, но очень похоже, что ребята торжественно измерили 1/f шум в своем наноустройстве, радостно получили частоту отсечки около 50 мГц (что вполне разумно для такого шума), и теперь надеются что смогут тиснуть пресс-релиз, где будет написано "Мировой рекорд - когерентность кубитов в квантовом процессоре около 20 секунд".
Майкрософт дискредитирует серьезные квантовые платформы такими выходками. Поэтому не замечать не будем.
P. S. Если кто-то понимает работу сильно лучше нас и может дать профессиональную оценку - добро пожаловать в комментарии, будем очень рады 😊
Ну что можно сказать - кубитов у Майкрософт не было, но теперь стало вдвое больше 😅😂
Можем ошибаться, но очень похоже, что ребята торжественно измерили 1/f шум в своем наноустройстве, радостно получили частоту отсечки около 50 мГц (что вполне разумно для такого шума), и теперь надеются что смогут тиснуть пресс-релиз, где будет написано "Мировой рекорд - когерентность кубитов в квантовом процессоре около 20 секунд".
Майкрософт дискредитирует серьезные квантовые платформы такими выходками. Поэтому не замечать не будем.
P. S. Если кто-то понимает работу сильно лучше нас и может дать профессиональную оценку - добро пожаловать в комментарии, будем очень рады 😊
👍3🗿1
Начнем это размышление издалека.
Когда-то задолго до эпохи индустриализации было невозможно себе представить жизнь человека, в которой не было бы уймы тяжелого физического труда. Естественно, никому не приходило в голову, что появление различных машин и механизмов приведет к тому, что средний горожанин в 21 веке практически не имеет необходимости напрягать мускулы. Не вставал вопрос и о побочных заболеваниях, связанных с таким образом жизни. А между тем, сегодня нам прекрасно известен огромный вред гиподинамии и принципиальная необходимость кардионагрузок и силовых упражнений для нормального функционирования организма, особенно после определенного возраста. Поэтому те из нас, кто поумнее и ответственно относится к своему здоровью, регулярно посещают спортзал или занимаются физическими упражнениями в любом другом виде.
Еще несколько лет назад никому не могло прийти в голову, что рутинный умственный труд может достаточно хорошо выполняться какими-то машинами. А теперь - это наша новая нормальность. Но пока доступ к ИИ был невозможным, попросту нельзя было проверить, каким образом полное отсутствие (или значительное сокращение) рутинного (не только рутинного, но и вообще формализуемого) умственного труда может сказаться на ментальном или даже физическом здоровье, как оно может влиять на активность мозга в целом и на его сохранность на протяжении десятилетий человеческой жизни.
Как видим, мы находимся в той точке, где нам многое предстоит узнать о нашем мозге и о его работе в новых условиях. Некоторое предчувствие говорит о том, что наименьший риск непредсказуемых последствий будут иметь те люди, которые не спешат полностью делегировать искуственному интеллекту полномочия выполнять пусть даже скучный и рутинный, но все таки умственный труд. Те. кто все еще считает в уме, пишет тексты с бумажкой и ручкой - ну или хотя бы, с клавиатурой - и занимается отрисовкой слайдов и картинок, в некоторых случаях явно потеряют в продуктивности, но взамен перемена их интеллектуальной деятельности не будет столь радикальной, в отличие от тех, кто полностью переключился на промптинг и вайбкодинг. Но в любом случае, это лишь предположение, для проверки которого потребуются годы. Поколения меняются быстрее, чем эффект от изменений может стать заметным, и с большой вероятностью человечество просто полностью обновится прежде, чем мы - поколение тех, кто программировал калькуляторы и писал на ассемблере - сможем получить ответы на эти странные антропологические вопросы.
Когда-то задолго до эпохи индустриализации было невозможно себе представить жизнь человека, в которой не было бы уймы тяжелого физического труда. Естественно, никому не приходило в голову, что появление различных машин и механизмов приведет к тому, что средний горожанин в 21 веке практически не имеет необходимости напрягать мускулы. Не вставал вопрос и о побочных заболеваниях, связанных с таким образом жизни. А между тем, сегодня нам прекрасно известен огромный вред гиподинамии и принципиальная необходимость кардионагрузок и силовых упражнений для нормального функционирования организма, особенно после определенного возраста. Поэтому те из нас, кто поумнее и ответственно относится к своему здоровью, регулярно посещают спортзал или занимаются физическими упражнениями в любом другом виде.
Еще несколько лет назад никому не могло прийти в голову, что рутинный умственный труд может достаточно хорошо выполняться какими-то машинами. А теперь - это наша новая нормальность. Но пока доступ к ИИ был невозможным, попросту нельзя было проверить, каким образом полное отсутствие (или значительное сокращение) рутинного (не только рутинного, но и вообще формализуемого) умственного труда может сказаться на ментальном или даже физическом здоровье, как оно может влиять на активность мозга в целом и на его сохранность на протяжении десятилетий человеческой жизни.
Как видим, мы находимся в той точке, где нам многое предстоит узнать о нашем мозге и о его работе в новых условиях. Некоторое предчувствие говорит о том, что наименьший риск непредсказуемых последствий будут иметь те люди, которые не спешат полностью делегировать искуственному интеллекту полномочия выполнять пусть даже скучный и рутинный, но все таки умственный труд. Те. кто все еще считает в уме, пишет тексты с бумажкой и ручкой - ну или хотя бы, с клавиатурой - и занимается отрисовкой слайдов и картинок, в некоторых случаях явно потеряют в продуктивности, но взамен перемена их интеллектуальной деятельности не будет столь радикальной, в отличие от тех, кто полностью переключился на промптинг и вайбкодинг. Но в любом случае, это лишь предположение, для проверки которого потребуются годы. Поколения меняются быстрее, чем эффект от изменений может стать заметным, и с большой вероятностью человечество просто полностью обновится прежде, чем мы - поколение тех, кто программировал калькуляторы и писал на ассемблере - сможем получить ответы на эти странные антропологические вопросы.
❤4❤🔥3👌1
Сверхпроводниковые кубиты могут терять энергию из-за пьезоэлектричества в поверхностном оксиде ☝️
Исследователи из калифорнийского университета Беркли сообщают детали в свежем препринте:
- Кубиты теряют энергию, излучая фононы через слабый пьезоэлектрический отклик прослойки оксида кремния, существующей между чистым кремнием и металлом
- Удалось зарегистрировать эти потери в кубите-трансмоне, геометрическая ёмкость которого хорошо связывается с поверхностными акустическими волнами, а также оценить, что на частотах выше 10 ГГц этот вклад превышает потери в двухуровневых флуктуаторах подложки и становится определяющим.
Исследователи из калифорнийского университета Беркли сообщают детали в свежем препринте:
- Кубиты теряют энергию, излучая фононы через слабый пьезоэлектрический отклик прослойки оксида кремния, существующей между чистым кремнием и металлом
- Удалось зарегистрировать эти потери в кубите-трансмоне, геометрическая ёмкость которого хорошо связывается с поверхностными акустическими волнами, а также оценить, что на частотах выше 10 ГГц этот вклад превышает потери в двухуровневых флуктуаторах подложки и становится определяющим.
🔥2👍1
Хотим поделиться мнением 🤔
В однойзапрещённой соцсети попался комментарий одного американского профессора, физика-теоретика, по-видимому, активного ученого, вдобавок занимающегося "квантовым консалтингом". Он высказал мнение по поводу выхода на биржу квантовых стартапов, далее цитируем:
А вы что думаете об этом? 😁
В одной
На данный момент нет ни одного практического, полезного применения квантовых вычислений на существующих квантовых устройствах. Утверждать обратное неверно. Существуют только исследования и разработки, пилотные проекты в промышленности и научные эксперименты.
Выход на биржу (через SPAC; то есть без надлежащей проверки и с минимальным раскрытием информации) обычно означает, что у компании закончились раунды финансирования (посевная серия, A, B, C, Ближний Восток - все, конец), и основатели/институциональные инвесторы хотят вернуть свои деньги с выигрышем в 10 раз или более. Таким образом, компания выходит на биржу, создает ажиотаж (часто с помощью потока бессмысленных заявлений), акции временно растут - как раз вовремя, чтобы инсайдеры могли выйти и разбогатеть, затем акции падают, и розничные инвесторы теряют деньги в этой игре с нулевой суммой.
Я также часто замечаю, что в качестве источников дохода указываются государственные гранты (то есть деньги налогоплательщиков) и небольшие разовые проекты НИОКР в рамках пилотных проектов в промышленности. Органического дохода на рынке совершенно нет. Конечно, все в этой области это знают, но почему-то считается вежливым делать вид, что за углом скрывается некая таинственная коммерческая ценность. В большинстве случаев эти «квантовые» размещения акций — это попытка переложить частный долг на ничего не подозревающую публику. Ключевым компонентом этой деятельности является армия квантовых инфлюенсеров, которые обычно не имеют никаких квалификаций или опыта (или искажают свои данные). Тем не менее, они участвуют в дискуссиях и рассказывают о том, как прекрасна квантовая перспектива будущего. Существуют также нелепые аккаунты в LinkedIn, Twitter и т.д., посвященные квантовой тематике, продвигающие квантовую чепуху.
Компании, не имеющие продукта (то есть не способные четко сформулировать, что они продают), не должны выходить на биржу, вводя инвесторов в заблуждение ложными заявлениями. Разве для этого нет соответствующих законов? Я был обеспокоен, обнаружив квантовые компании в своем обычном целевом пенсионном портфеле (счёт за номером 401k) на 2050 год. Я не хочу субсидировать богатство основателей квантовых компаний своими пенсионными накоплениями. На мой взгляд, это буквально перераспределение денег из карманов обычных людей в пользу основателей квантовых компаний и венчурных капиталистов, происходящее средь бела дня без каких-либо существенных прорывов или даже жизнеспособной бизнес-модели для индустрии квантовых вычислений. Они всё ещё на стадии фундаментальных исследований.
А вы что думаете об этом? 😁
🤔8👍3❤2😱1
Forwarded from (Q²) quantum ecosystem
Увидел у коллег интересный пост про риски и хайп вокруг quantum-IPO:
Решил коротко озвучить свою позицию:
Я бы разделил здесь два вопроса: технологическую зрелость квантовых вычислений и механику выхода компаний на публичный рынок.
С первым тезисом во многом можно согласиться: на сегодняшний день в публичном пространстве действительно нет убедительно показанного массового практического применения квантовых вычислений на существующих устройствах, которое уже стало бы самостоятельным коммерческим рынком. Есть R&D, пилоты, доступ к квантовым системам, государственные программы, индустриальные эксперименты и ранние продукты вокруг софта, безопасности, моделирования и инфраструктуры. Это всё ещё очень ранняя стадия.
Но из этого не следует, что весь публичный quantum-сектор — это исключительно SPAC-схема или попытка переложить частные риски на розничных инвесторов. Не все чистые квантовые компании выходят через SPAC. Свежий пример Quantinuum показывает как раз классический путь IPO: компания прошла несколько этапов финансирования, вышла на Nasdaq через традиционное размещение, а сделку сопровождали крупнейшие инвестиционные банки — J.P. Morgan и Morgan Stanley.
Да, риски здесь огромные. Но эти риски несут не только розничные инвесторы через пенсионные портфели. Их системно берут на себя венчурные фонды, стратегические корпорации, государственные институты, банки-андеррайтеры и институциональные инвесторы. Это нормальная логика deep tech: вкладываться в сложные научно-инженерные направления задолго до появления зрелого рынка, понимая, что часть ставок не сработает, а отдельные успешные компании могут окупить риск многократно.
Поэтому я бы не спорил с тем, что в квантовых вычислениях много хайпа, переоценки и маркетинга. Это правда. Но я бы спорил с выводом, что весь сектор сводится к “квантовой чепухе” и обогащению инсайдеров. Реальная проблема здесь не в самом факте публичных размещений, а в качестве раскрытия информации, честности формулировок и способности инвесторов отличать фундаментальную технологическую ставку от краткосрочного хайпа.
Если кого-то не устраивает, что в его пенсионном портфеле есть экспозиция на такие высокорисковые компании, это уже вопрос к управляющему фондом, структуре конкретного 401(k) и выбранной инвестиционной стратегии. Но сам факт присутствия quantum-компаний в публичных портфелях ещё не доказывает мошенническую природу отрасли.
Мой вывод такой: практического коммерческого прорыва в квантовых вычислениях пока не доказано. Но в секторе явно зреет что-то серьёзное: растут государственные программы, усиливается интерес big tech, идут крупные частные и публичные сделки, а технологический прогресс постепенно накапливается. Возможно, настоящий прорыв ещё впереди. Возможно, часть важных результатов уже происходит внутри закрытых лабораторий и частных компаний, просто пока не вынесена в публичное поле.
Решил коротко озвучить свою позицию:
Я бы разделил здесь два вопроса: технологическую зрелость квантовых вычислений и механику выхода компаний на публичный рынок.
С первым тезисом во многом можно согласиться: на сегодняшний день в публичном пространстве действительно нет убедительно показанного массового практического применения квантовых вычислений на существующих устройствах, которое уже стало бы самостоятельным коммерческим рынком. Есть R&D, пилоты, доступ к квантовым системам, государственные программы, индустриальные эксперименты и ранние продукты вокруг софта, безопасности, моделирования и инфраструктуры. Это всё ещё очень ранняя стадия.
Но из этого не следует, что весь публичный quantum-сектор — это исключительно SPAC-схема или попытка переложить частные риски на розничных инвесторов. Не все чистые квантовые компании выходят через SPAC. Свежий пример Quantinuum показывает как раз классический путь IPO: компания прошла несколько этапов финансирования, вышла на Nasdaq через традиционное размещение, а сделку сопровождали крупнейшие инвестиционные банки — J.P. Morgan и Morgan Stanley.
Да, риски здесь огромные. Но эти риски несут не только розничные инвесторы через пенсионные портфели. Их системно берут на себя венчурные фонды, стратегические корпорации, государственные институты, банки-андеррайтеры и институциональные инвесторы. Это нормальная логика deep tech: вкладываться в сложные научно-инженерные направления задолго до появления зрелого рынка, понимая, что часть ставок не сработает, а отдельные успешные компании могут окупить риск многократно.
Поэтому я бы не спорил с тем, что в квантовых вычислениях много хайпа, переоценки и маркетинга. Это правда. Но я бы спорил с выводом, что весь сектор сводится к “квантовой чепухе” и обогащению инсайдеров. Реальная проблема здесь не в самом факте публичных размещений, а в качестве раскрытия информации, честности формулировок и способности инвесторов отличать фундаментальную технологическую ставку от краткосрочного хайпа.
Если кого-то не устраивает, что в его пенсионном портфеле есть экспозиция на такие высокорисковые компании, это уже вопрос к управляющему фондом, структуре конкретного 401(k) и выбранной инвестиционной стратегии. Но сам факт присутствия quantum-компаний в публичных портфелях ещё не доказывает мошенническую природу отрасли.
Мой вывод такой: практического коммерческого прорыва в квантовых вычислениях пока не доказано. Но в секторе явно зреет что-то серьёзное: растут государственные программы, усиливается интерес big tech, идут крупные частные и публичные сделки, а технологический прогресс постепенно накапливается. Возможно, настоящий прорыв ещё впереди. Возможно, часть важных результатов уже происходит внутри закрытых лабораторий и частных компаний, просто пока не вынесена в публичное поле.
Telegram
Сверхпроводниковые квантовые технологии ❄️
Хотим поделиться мнением 🤔
В одной запрещённой соцсети попался комментарий одного американского профессора, физика-теоретика, по-видимому, активного ученого, вдобавок занимающегося "квантовым консалтингом". Он высказал мнение по поводу выхода на биржу квантовых…
В одной запрещённой соцсети попался комментарий одного американского профессора, физика-теоретика, по-видимому, активного ученого, вдобавок занимающегося "квантовым консалтингом". Он высказал мнение по поводу выхода на биржу квантовых…
❤3👍3🔥2
Квантовое машинное обучение - крайне любопытная концепция, переносящая идею классических нейронных сетей на прототипы квантовых процессоров.
Слева - типичная архитектура обычной нейронной сети. Вектор данных, обозначенный х, передается на вход функциям активации, выходы которых сворачиваются с вектором весов w - и так много раз, включая глубокие слои. Вектора весов подбираются для решения нужной задачи, что и составляет обучение сети. На выходе имеем вектор ответов o.
Сходная по смыслу схема может быть реализована на квантовом процессоре, см. правую часть картинки. Здесь исходные данные нужно загрузить в кубиты, например, переводя их в углы поворота параметризованных однокубитных операций θ(x). Затем вместо фиксированных функций активации имеется много параметризуемых квантовых вентилей, причем "внутренних слоев" этих вентилей может быть много, и все они разной степени сложности. Параметры этих унитарных операций также подбираются исходя из желаемого поведения алгоритма. Получается, что внутренние квантовые вентили берут на себя роль как функций активаций, так и весов - но делают это сложным способом, специфичным для квантового устройства. В конце этого расчета ответ считается закодированным в амплитудах кубитов, поэтому проводя измерения над регистром, можно получать классический ответ.
Это интересно по многим причинам: квантовые цепочки операций могут быть крайне выразительными даже при небольшом числе кубитов, поскольку доступное многообразие имеет сложную структуру. Кроме того, есть интересные способы вычисления градиентов и аналог обратного распространения ошибки, что делает обучение довольно понятным процессом, аналогичным обучению классической нейросети.
Слева - типичная архитектура обычной нейронной сети. Вектор данных, обозначенный х, передается на вход функциям активации, выходы которых сворачиваются с вектором весов w - и так много раз, включая глубокие слои. Вектора весов подбираются для решения нужной задачи, что и составляет обучение сети. На выходе имеем вектор ответов o.
Сходная по смыслу схема может быть реализована на квантовом процессоре, см. правую часть картинки. Здесь исходные данные нужно загрузить в кубиты, например, переводя их в углы поворота параметризованных однокубитных операций θ(x). Затем вместо фиксированных функций активации имеется много параметризуемых квантовых вентилей, причем "внутренних слоев" этих вентилей может быть много, и все они разной степени сложности. Параметры этих унитарных операций также подбираются исходя из желаемого поведения алгоритма. Получается, что внутренние квантовые вентили берут на себя роль как функций активаций, так и весов - но делают это сложным способом, специфичным для квантового устройства. В конце этого расчета ответ считается закодированным в амплитудах кубитов, поэтому проводя измерения над регистром, можно получать классический ответ.
Это интересно по многим причинам: квантовые цепочки операций могут быть крайне выразительными даже при небольшом числе кубитов, поскольку доступное многообразие имеет сложную структуру. Кроме того, есть интересные способы вычисления градиентов и аналог обратного распространения ошибки, что делает обучение довольно понятным процессом, аналогичным обучению классической нейросети.
👍3
Теренс Тао, лауреат филдсовской премии, один из самых признанных математиков современности, прочитал лекцию "Математика в эпоху ИИ" на международном математическом конгрессе.
Конгресс проходит раз в 4 года, и фактически в первый раз настолько остро стоит вопрос о влиянии ИИ на сообщество.
Наш канал не о математике, но в лекции настолько много интересных мыслей о трансформации профессии математика под влиянием ИИ, что трудно удержаться и не поделиться этим с уважаемой аудиторией.
Поэтому, следующим постом ловите обработку выступления с переводом на русский, надеемся, что вам будет интересно!
👋
Конгресс проходит раз в 4 года, и фактически в первый раз настолько остро стоит вопрос о влиянии ИИ на сообщество.
Наш канал не о математике, но в лекции настолько много интересных мыслей о трансформации профессии математика под влиянием ИИ, что трудно удержаться и не поделиться этим с уважаемой аудиторией.
Поэтому, следующим постом ловите обработку выступления с переводом на русский, надеемся, что вам будет интересно!
👋
🔥7🥰1
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
❤4👍3👏2