Квантач
1.93K subscribers
2.46K photos
97 videos
1.37K links
Просто о сложном: квантовые технологии. Новости науки. Мемы и классные видеоролики.

Все о жизни Российского квантового центра.

Канал для тех, кто увлекается квантовой физикой - @QuanTeensRu

Сайт https://www.rqc.ru/
Download Telegram
Китайские физики преодолели классический предел передачи квантового ключа

Квантовое распределение ключей основано на простом принципе: любое вмешательство в состояние частицы приводит к изменению этого состояния, что можно легко зафиксировать. Такой способ делает передачу данных по-настоящему защищенной, но обладает другим недостатком — сигнал в оптоволокне постепенно ослабевает. Даже лучшие системы теряют информацию уже через сто километров, а обычные усилители нарушают квантовое состояние фотонов.

Группа китайских ученых смогла преодолеть этот предел и передала квантовый ключ на расстояние 140 километров по оптоволоконной линии без спутников и ретрансляторов. Исследователи применили усовершенствованную схему MDI-QKD с осциллирующими однофотонными источниками и сверхчувствительными детекторами. Такая комбинация позволила не только компенсировать потери, но и впервые превысить предел максимальной дистанции передачи квантового ключа при заданных потерях сигнала.

Эта технология может стать основой новых каналов связи для банков, государственных структур и облачных сервисов, и найти применение в космических и межконтинентальных коммуникациях, где безопасность данных особенно важна.
5👍5
Дорогие друзья, поздравляем вас с Днем народного единства!

Этот праздник напоминает нам о том, как важно сохранять сплоченность, уважать историю и культуру нашей страны. Пусть взаимопонимание и доброта объединяют нас, а любовь к Родине вдохновляет на добрые дела и новые свершения 🩷
10
Лев Ландау любил классифицировать все в своей жизни: он оценивал людей по их интеллекту, вкладу в науку, тому, как они одевались и даже как разговаривали. Из сегодняшнего поста вы узнаете, кого выдающийся советский ученый считал лучшими физиками в истории человечества.
😁42🔥2🤯1
Ученые смоделировали причины возникновения космической инфляции

Большинство физиков полагают, что в течение доли секунды после Большого взрыва, новорожденная Вселенная резко увеличилась в размерах. Ранний этап ускоренного расширения Вселенной называют космической инфляции. Он служит основным объяснением ее наблюдаемой однородности и изотропии. Тем не менее, до сих пор не ясно, какой именно механизм лежал в основе инфляции и как этот процесс связан с микрофизическими теориями элементарных частиц. Некоторые существующие теории предполагают, что Вселенная на самом деле началась не как горячий, плотный огненный шар, а скорее как холодная пустота, которая нагрелась после.

Физики из США смоделировали процесс возникновения Вселенной и предположили, что ее инфляция могла быть теплой с самого начала. Исследователи обнаружили, что теплый период инфляции, положивший начало заполнению Вселенной материей, мог естественным образом возникнуть в результате взаимодействий в рамках Стандартной модели физики — теории, описывающей фундаментальные силы и элементарные частицы во Вселенной.

На данный момент нет прямых наблюдательных свидетельств инфляции, поэтому выяснение ее деталей – задача теоретиков.
2👍2
В Австралии запутали различные квантовые вибрации одного иона

До сих пор большинство экспериментальных подходов к квантовой коррекции ошибок опирались только на кубитные системы. В Сиднейском университете впервые применили бозонный код Готтесмана–Китаева–Прескилла (GKP) к кудитам. Точно контролируя различные гармонические колебания захваченного иона иттербия, ученые научились манипулировать отдельными кубитами GKP или запутывать их попарно, создав таким образом квантовый логический вентиль на одном ионе.

Есть и издержки: увеличение числа состояний в одной физической системе ведёт к более высокой подверженности шуму. Но выигрыш в масштабируемости при этом выглядит перспективным.
 
5👏1
Ученые превратили полупроводник из германия в сверхпроводник

Германий и кремний, химические элементы 14 группы, занимают уникальное положение между металлами и диэлектриками. Их универсальность и долговечность делают их важнейшими компонентами современной электроники. Чтобы вызвать сверхпроводимость в таких элементах, необходимо кропотливо модифицировать их атомную структуру, чтобы увеличить количество электронов, доступных для проведения тока. Эти электроны затем объединяются в пары и перемещаются по материалу без сопротивления — процесс, который сложно точно контролировать в атомном масштабе.

Международная группа ученых разработала новую форму германия, использовав молекулярно-лучевую эпитаксию для точного внедрения атомов галлия. Материал обладает сверхпроводимостью – может проводить электричество с нулевым сопротивлением, позволяя электрическому току циркулировать бесконечно без потерь энергии.

Эти материалы могут стать основой будущих квантовых схем, датчиков и маломощной криогенной электроники, которым необходимы чистые интерфейсы между сверхпроводящими и полупроводниковыми областями
1🔥1
Квантовые данные научились передавать с помощью стандартного IP-протокола

Ученые Пенсильванского университета разработали интегрально-оптический чип, который может передавать квантовые данные через стандартные оптоволоконные линии. Он формирует гибридный пакет: классический заголовок с технической информацией и квантовую часть — запутанные фотоны.

Такой подход позволяет использовать классический сигнал как ориентир. Поскольку оба типа сигнала испытывают одинаковые помехи, можно по изменениям в классическом канале исправлять ошибки в квантовом.

Во время испытаний точность передачи достигла 97%. Исследователи считают, что следующий шаг — решение одной из главных проблем создания квантового инетернте: как усилить квантовый сигнал, не разрушая запутанность при передаче на большие расстояния.
5😁1
Межзвездная комета 3I/ATLAS обзавелась толстой и богатой органикой коркой за счет космических лучей

1 июля 2025 года астрономы обнаружили комету 3I/ATLAS, которая стала второй известной межзвездной кометой и третьим в истории достоверно обнаруженным межзвездным объектом. Она движется по необычной траектории и проявляет слабую активность: вокруг ядра видна небольшая запыленная кома с высоким содержанием углекислоты и редким соотношением никеля и железа. Эти особенности говорят о том, что комета могла появиться у малометалличной звезды и быть одной из самых древних во Вселенной.

Группа астрономов из Бельгии обнаружила, что за миллионы лет блужданий комета по Млечному Пути обзавелась броней в виде толстой и богатой органикой корки, оберегающей внутренние слои от нагрева. Для этого ученые проанализировали данные спектроскопических наблюдений за кометой, полученные космическими телескопами «Джеймс Уэбб», Swift и SPHEREx, а также архивными данными фотометрических наблюдений.

Анализ показал, что ядро кометы 3I/ATLAS может представлять собой богатую органикой тугоплавкую толстую корку, под которой залегает плотный аморфный лед и лишь затем идет сердцевина в виде первичного вещества кометы.
2👍1
Сегодняшняя цитата Вернера Гейзенберга посвящена значению красоты в точной науке.
6🔥4
Исследователи из США разработали катод на основе железа для литий-ионных батарей

Ученые из Стэнфордского университета создали катодный материал на основе железа, который способен отдавать и принимать пять электронов вместо обычных двух или трех. Это позволяет значительно увеличить емкость и напряжение литий-ионных аккумуляторов. Железо — дешевый и доступный элемент, поэтому может стать альтернативой кобальту и никелю, от поставок которых сейчас сильно зависит рынок.

Команда синтезировала новый материал из лития, железа, сурьмы и кислорода. Чтобы стабилизировать его кристаллическую структуру, исследователи уменьшили частицы до размеров 300–400 нанометров и вырастили их в растворе. Испытания показали, что при зарядке материал сохраняет форму, тогда как более ранние образцы разрушались. Анализ спектров подтвердил: рост потенциала связан с участием атомов кислорода, которые высвобождают дополнительные электроны вместе с железом.

Разработка открывает путь к созданию аккумуляторов без кобальта и никеля. Теперь исследователи работают над оптимизацией формы частиц и подбором недорогих заменителей сурьмы. В будущем такие материалы могут применяться не только в батареях, но и в системах МРТ и даже в сверхпроводниках.
3
😁202
Пришло время для дайджеста новостей!

🔘 Физики из Австралии и США вырастили кристаллические пленки германия, в которых почти пятая часть атомов заменена галлием.
При такой концентрации примеси материал стал сверхпроводником с критической температурой 3,5 кельвина.

🔘 Итальянские астрономы обнаружили Большую красную точку, существовавшую в эпоху космического полудня.
Это яркое, но тихое в рентгеновском и радиодиапазонах активное галактическое ядро, содержащее растущую сверхмассивную черную дыру, относится к популяции маленьких красных точек.

🔘 Ученые из Германии разработали компактный лазер коротких импульсов.
Устройство генерирует импульсы длительностью менее 50 фемтосекунд, использует всего пять компонентов и занимает площадь всего несколько квадратных сантиметров.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
3👍1
👍105
Нейросеть научили обнаруживать атаки на системы квантового распределения ключей

Ученые из Китая предложили новый способ защиты квантовых коммуникационных сетей — систему, которая с помощью искусственного интеллекта выявляет любые подозрительные отклонения в работе. Вместо того чтобы искать конкретные типы атак, алгоритм наблюдает за поведением сети и запоминает, как она функционирует в нормальном режиме.

Когда параметры выходят за пределы привычных значений, система фиксирует это как возможную угрозу. Такой подход делает повышает вероятность обнаружения атак и не требует вмешательства в оборудование, в отличие от традиционных методов, где приходится менять детекторы или добавлять защитные протоколы.

Модель Deep SVDD обучалась только на данных стабильной работы сети. После этого она смогла выявлять более 99 % атак, включая те, что раньше не были известны. Система успешно обнаруживала подмену сигналов и нарушения калибровки, при этом оставалась стабильной и масштабируемой. Разработчики отмечают, что её можно применять и в спутниковых квантовых сетях.
2😁1
«Джеймс Уэбб» подтвердил происхождение туманности Красный Паук в результате взаимодействия двух звезд

Планетарные туманности — это короткий завершающий этап жизни звезд малой и средней массы, включая наше Солнце. Они формируются, когда звезда, находясь на стадии гиганта, сбрасывает внешние оболочки, а её ядро со временем превращается в белого карлика. Наблюдаемые сложные и красивые формы таких туманностей часто объясняют тем, что звезда имеет компаньона, и взаимодействие в двойной системе влияет на их структуру.

Группа астрономов из Рочестерского технологического института проанализировала данные наблюдений за планетарной туманностью NGC 6537 (Красный Паук) при помощи камеры ближнего инфракрасного диапазона NIRCam «Джеймса Уэбба», наземного радиотелескопа ALMA и космических телескопов «Чандра» и «Хаббл».

Ученые установили, что туманность образовалась в результате взаимодействия звезды-прародительницы с близким спутником. Сначала возникли экваториальный тор и пылевой диск, а позже на них повлияли быстрые полярные газовые выбросы — как прерывистые, так и изменяющие направление из-за прецессии.
1
Даже самые яркие умы нередко остаются невидимыми для широкой публики. Сегодняшняя история посвящена Карлу Сагану и популяризации науки.
🔥5😁4
Пленка из германия стала сверхпроводником благодаря галлию

Физики уже много лет пытаются сделать сверхпроводники из кремния и германия. Эти элементы лежат в основе современной микроэлектроники, поэтому сверхпроводники на их основе открыли бы путь к новым типам квантовых схем. Превратить материал в сверхпроводник можно добавлением в него примесей (это называют легированием). Оказывается, чтобы сделать германий или кремний сверхпроводником требуется так много примесей, что они меняют кристаллическую решетку, нарушая другие важные свойства. До сих пор устойчивую сверхпроводимость в германии удавалось наблюдать лишь в аморфных или дефектных пленках, созданных методом имплантации и короткого отжига.

Группа физиков из США выбрала другой путь. Они вырастили пленки германия с большим количеством галлия при помощи молекулярно-пучковой эпитаксии. Им удалось достичь рекордно высокой концентрации носителей, а структура кристалла сохранила порядок. Германий получил тетрагональную форму, и расчеты показали узкую электронную зону с тяжелыми носителями – именно в такой зоне может возникнуть сверхпроводимость. Измерения подтвердили эффект. Сопротивление падало до нуля при температуре около 3,5 кельвина. А пленки сохраняли свойства после стандартной обработки.

Авторы считают, что материал уже подходит для интеграции в полупроводниковые схемы и даст основу для новых джозефсоновских переходов и других элементов квантовой электроники.
2
Ученые придумали «безусловное доказательство» квантового превосходства

Все имеющиеся демонстрации преимуществ квантовых компьютеров сопровождаются оговорками и имеют свои ограничения. Например, ученые все еще не уверены, что результаты Google, полученные с использованием квантовых вычислителей, нельзя воспроизвести на классических суперкомпьютерах.

Теоретики Техасского университета в Остине, под руководством Скотта Ааронсона, предложили новый подход: вместо сравнения времени решения различными системами сложных задач, они оценили требуемые для этого ресурсы. Используя 12 кубитов квантового вычислителя Quantinuum H1-1, они запустили задачу, для которой потребовалось бы от 62 до 382 классических битов. Это впервые доказало, что Гильбертово пространство — все же не абстракция, а вполне реальная среда для квантовых вычислений.

Научная статья об эксперименте ожидает рецензирования и доступна на arXiv.
👍21
«Джеймс Уэбб» заметил трио сверхмассивных черных дыр в галактике из ранней Вселенной

На сегодняшний момент ученые смогли обнаружить множество двойных активных ядер в виде черных дыр на разных расстояниях от Солнца, среди которых наибольший интерес представляют тесные и многократные системы черных дыр.

Группе астрономов из Института внеземной физики Общества Макса Планка удалось обнаружить многократную систему из трех черных дыр в очень далекой галактике J0148-4214. По красному смещению системы, то есть величине изменения длины волны электромагнитного излучения, ученые определили, что система существовала спустя 1,15 миллиарда лет после Большого взрыва.

Астрономы считают, что система образовалась в результате слияния галактик, которое, возможно, все еще продолжается. Две центральные черные дыры могут объединиться примерно через 700 миллионов лет, после чего к ним может присоединиться третья. Однако не исключено, что третье ядро покинет систему или замедлит свое удаление.
3
Квантовый алгоритм оптимизировал маршруты патрулирования в Северном Уэльсе

Полиция Северного Уэльса вместе с компанией D-Wave протестировали возможности гибридных квантовых вычислений (участвуют и классический и квантовый процессоры) для ускорения планирования выездов на экстренные вызовы.

В исследовании ученые оптимизировали размещение патрульных машин и им удалось сократить время реакции полиции почти в два раза, а расчеты, которые раньше занимали четыре месяца, теперь получается выполнить за четыре минуты. В подобных задачах нужно учитывать множество факторов: расположение машин, графики дежурств, пробки, события в городе и динамику преступности.

Классические методы оптимизации часто не справляются с таким количеством переменных. Квантовый подход D-Wave, использующий облачный сервис Leap, позволяет находить оптимальные решения быстрее и точнее — в режиме, близком к реальному времени.

Полиция Северного Уэльса отмечает, что подобные системы могут быть внедрены по всей стране, чтобы экономить ресурсы, снижать выбросы и повышать безопасность граждан.
2😁2