Всемирный экономический форум опубликовал обзор квантовой экономики

Эксперты Всемирного экономического форума совместно с консалтинговой компанией Accenture прогнозируют глобальный рост квантовой экономики в ближайшие 10–15 лет. В своем обзоре они дают рекомендации лидерам индустрии по внедрению и эффективному использованию технологий, основанных на квантовых принципах, и объясняют риски и преимущества квантовой трансформации.

2024 год стал важным этапом для глобального рынка квантовых вычислений: затраты достигли 1 млрд долларов, что на 25% больше, чем в 2023 году.

Квантовые вычисления открывают новые горизонты:
🔹 для искусственного интеллекта;
🔹 разработки лекарств и химических веществ;
🔹 оптимизации энергосетей и транспортных потоков;
🔹 моделирования сложных процессов и прогнозирования рынков.

🌐 Квантовые коммуникации и сенсоры

Квантовые коммуникации тоже набирают обороты. В 2024 году затраты в этом сегменте составили 600 млн долларов, а к 2030 году ожидается рост до 3 млрд долларов.

Квантовые сенсоры уже используются в геологоразведке, геолокации и других областях. В 2024 году объем этого рынка достиг 400 млн долларов, а к 2030 году прогнозируется рост до 900 млн долларов.

Ключевые тренды глобальной отрасли квантовых вычислений:

🔹 рост количества кубитов;
🔹 повышение точности вычислений;
🔹развитие квантовой коррекции ошибок;
🔹 инвестиции корпоративного сектора;
🔹 смещение фокуса на снижение шума и повышение эффективности.

Ознакомиться с обзором можно по ссылке.
*Данная информация не является инвестиционной рекомендацией

Физики собрали оптическую ловушку и подвесили в вакууме 25 микросфер из оксида кремния

Ученым не составляет труда разместить микроскопический объект в условиях левитации. Например, можно поместить частицу в перетяжку лазерного пучка — тогда сила светового давления будет удерживать тело внутри луча, не давая покинуть его пределы. Именно по такому принципу работает оптический пинцет.

Группа ученых из Израиля и США показала левитирующий массив из 25 микросфер в вакууме, а также заставила эти сферы перестраиваться в пространстве в виде различных геометрических фигур. Чтобы заставить левитировать 25 сфер из оксида кремния, физики использовали лазерный луч, который разделили с помощью акустооптического модулятора и направили в вакуумную камеру.

Ученые облучали сферы лазером и, изменяя частотные характеристики модулятора, меняли их положение. Далее они отслеживали положение сфер с помощью квадрантного фотодиода.

В результате новый метод позволил управлять каждой микроскопической сферой по отдельности, при этом минимизируя нежелательное кулоновское взаимодействие между сферами.

Спеши увидеть то, что изменит будущее

Физический институт им. Лебедева РАН (ФИАН), Российский квантовый центр и ГОС ИТ Богатырёва решили устроить мега-конкурс.

Что разыгрываем?
10 билетов на экскурсию к 50-кубитному квантовому компьютеру — самому мощному в России!

Что вас ждет:

— Возможность увидеть, как выглядит квантовый монстр (спойлер: это не просто коробка с проводами).
— Шанс задать вопросы ученым — тем, кто создает технологии завтрашнего дня.

Правила участия:

1) Подпишись на ГОС ИТ Богатырёва и Квантач (РКЦ).
2) Жми на кнопку «Участвовать» под этим постом.

Итоги подведем в субботу 29 марта. Не упусти свой квантовый билет!

‼️ Важно: Экскурсия пройдет в Москве. Поэтому принять участие смогут лишь те, кто является гражданином РФ и сможет приехать в столицу. А ещё у нас есть подарок, доступный всем, независимо от региона — листай ниже!

Победители розыгрыша:
1. Вероника Валерьевна - 2phe5d
2. Михаил Лебедев - 2ptj57
3. Kirill Polyakov - 2pfboh
4. Ilia Lazarev - 2q44cv
5. Zakhar Saiapin - 2pofj5
6. yanush kozlovsky - 2pfm2d
7. Ольга Курчатова - 2pfmdh
8. Евгений Гузик - 2ptn79
9. Olga - 2psvr4
10. Alena - 2pr7n4

Книга, после которой ты полюбишь кванты

Также в рамках конкурса мы разыгрываем 5 бумажных экземпляров бестселлера «Элегантная Вселенная» от Брайана Грина, финалиста Пулитцеровки.

⚡️ Почему это мастхэв:

Книга превращает квантовую физику в захватывающий триллер, где есть всё: теория струн, параллельные вселенные и чёрные дыры. Без скучных формул, все просто и понятно, как дважды два.

Правила аналогичны:

1) Подпишись на ГОС ИТ Богатырёва и Квантач (РКЦ).
2) Жми на кнопку «Участвовать» под этим постом.

Результаты через четыре дня. Не забудь поставить напоминание!

Победители розыгрыша:
1. Boris - 2po8fq
2. Елена - 2pffoi
3. karabar bar - 2pjeof
4. Alexander Gavrilov - 2pfbcb
5. Юрий Коробцов - 2pi02p

Кремниевый квантовый процессор выполнил алгоритм Гровера с достоверностью 95%

Австралийский стартап Silicon Quantum Computing использует в качестве кубитов атомы фосфора, которые встроены в кристаллическую решетку кремния. На таком твердотельном четырехкубитном процессоре физикам удалось добиться точности операций выше порога отказоустойчивости и создать запутанное состояние Гринбергера — Хорна — Цайлингера (GHZ) для трех кубитов с точностью 96,2%. Кроме того, им удалось запустить на трех кубитах алгоритм поиска Гровера, который показал точность 95% в решении исходной задачи.

Несмотря на то, что достигнутый результат пока уступает возможностям других квантовых платформ, технологичность кремниевой платформы является серьезным аргументом для того, чтобы рассматривать ее в числе наиболее перспективных.

Физики получили состояние сверхтекучего твердого тела в экситон-поляритонном конденсате

Одно из необычных состояний материи — сверхтекучее твердое тело, когда вещество одновременно обладает кристаллическим порядком и сверхтекучестью. Впервые такое состояние ученые смогли получить лишь несколько лет назад. До сих пор такие структуры наблюдались только в атомных конденсатах Бозе — Эйнштейна при экстремально низких температурах.

Группа физиков из Италии и Австрии создала сверхтекучее твердое тело при помощи поляритонного конденсата, которое сформировали в волноводе фотонного кристалла. При росте плотности конденсата поляритоны симметрично рассеялись с определенным значением импульса. Этот процесс вызвал самопроизвольное нарушение трансляционной симметрии.

В результате в системе появились неоднородные изменения плотности, которые указывают на образование сверхтекучего твердого тела. До сих пор такие структуры наблюдались только при экстремально низких температурах.

Парадоксальность мышления свойственна многим гениям, и Нильс Бор не является исключением. Сегодня делимся с вами его остроумным афоризмом.

Ученые создали фотонную интегральную схему для ИИ с рекордной энергоэффективностью

Исследователи из США решили критическую проблему масштабирования ИИ-систем — неэффективность передачи данных между чипами. Разработанная ими трехмерная электронно-фотонная интегральная схема обладает конкурентными характеристиками:
— энергопотребление всего 120 фДж на бит (на порядок ниже существующих решений);
— 80 оптических каналов на площади 0,3 мм^2;
— пропускная способность — 800 Гбит/с с плотностью 5,3 Тбит/с^-1 мм^2.

Инновационное решение основано на вертикальных микродисковых резонаторах и современной технологии производства микросхем с ультратонкими металлическими соединениями между слоями, что обеспечивает минимальную емкость и, как следствие, сверхнизкое энергопотребление.

Ключевое преимущество разработки — совместимость с существующими промышленными технологиями. Это делает возможным быстрое внедрение в производство высокопроизводительных и энергоэффективных ИИ-систем.

Поздравляем победителей!

Скоро 10 счастливчиков своими глазами увидят 50-кубитный квантовый компьютер, а ещё 5 победителей будут держать в руках книгу «Элегантная Вселенная» от Брайана Грина 🔥

Отлично начались выходные😉 Оставайтесь с нами!

В ЦЕРНе исследователи впервые определили спин-четность тяжелых очарованных барионов

Знание спин-четности бариона дает важную информацию о расположении и ориентации входящих в него кварков. Эта информация раскрывается через орбитальный угловой момент между кварками и характеристики возбуждения, присутствующие в системе.

Ученые ЦЕРНа обработали данные эксперимента LHCb о столкновениях протонов, собранных в период с 2016 по 2018 год, и определили, что значение спин-четности барионов (3,055)^+ составляет 3/2 (четность спина указывается знаком «+», если спин четный, и знаком «–», если нечетный) с вероятностью более чем 6,5σ, что значительно выше, чем в существующих теориях.

Изучение барионов (3,055)^(+,0) особенно интересно физикам, так как на основе этого они проверяют теоретические модели квантовой хромодинамики, описывающей сильное взаимодействие.

Сенсационное открытие в квантовой литературе

Только сегодня, 1 апреля, мы раскрываем величайшую тайну русской классики XIX века!

Физики продемонстрировали исчезновение части волноводов в графеноподобной фотонной решетке

Если разместить несколько оптических волноводов достаточно близко друг к другу и направить в них излучение, его часть будет распространяться и за пределами каждого волновода, образуя фотонную решетку. Распространение света в «соединенных» таким образом волноводах описывается уравнением, похожим на уравнение Шредингера, а сами волноводы будут вести себя как двухатомная молекула.

Особенно интересен тот факт, что для подобных структур существует так называемый угол невидимости — угол расположения волноводов, при котором исчезает взаимодействие между ближайшими соседями — они становятся, по сути, невидимы друг для друга. И если для одномерных структур физики уже экспериментально реализовали этот эффект, то с двумерными решетками опыты до недавнего времени не проводились.

Физики из России и Чили изготовили девять графеноподобных фотонных решеток и облучили их фемтосекундным лазером, чтобы продемонстрировать исчезновение избранных волноводов с помощью угла невидимости. В результате для двух волноводов, расположенных на расстоянии 25 микрометров друг от друга, при длине волны излучения 730 нанометров физики получили значение угла невидимости в 0,56 радиан. 

Математическая модель и метод расчета могут быть полезными для уменьшения дифракционных потерь при фокусировке оптических пучков.

Перспективы и сложности квантовой оптимизации

Обзор, подготовленный большой группой учёных с участием представителей IBM, Национальных лабораторий и университетов США и Европы, оценивает современное состояние исследований в области квантовой дискретной оптимизации. Ученые рассмотрели различные подходы и критерии производительности вычислительных оптимизационных методов.

Главный вопрос, который ученые подняли в обзоре — способна ли квантовая оптимизация обеспечить экспоненциальное вычислительное преимущество по сравнению с классическими методами?

Основные выводы:
🔹 Бенчмаркинг — это не просто цифры. Теоретическая оценка сложности алгоритмов не отражает их реальную производительность. Нужны систематические, реалистичные тесты, особенно для квантовых алгоритмов.
🔹 Предобработка имеет значение. В ряде задач можно заранее убрать до 95% переменных, серьёзно упростив задачу. Это может сильно влиять на итоговую эффективность.
🔹 Разбиение (decomposition) — важный инструмент. Деление больших задач на подзадачи помогает уместить их в ограниченные ресурсы квантовых компьютеров.
🔹 Разные платформы — разные подходы. Квантовые, аналоговые, цифровые, классические — все имеют свои плюсы и минусы. Универсального решения нет.
🔹 Метрики оценки — ключ к справедливости. Нужно учитывать не только скорость, но и качество решения, энергоэффективность, время на пред- и постобработку и т.д.
🔹 Типы задач: вымышленные, случайные, реальные. Самые интересные для квантового превосходства — те, которые трудны для классических алгоритмов, но укладываются в рамки существующего квантового железа.
🔹 Нужны новые алгоритмы. Квантовые эвристики, которые показывают превосходство хотя бы на отдельных задачах, — первый шаг к более универсальному превосходству.
🔹 Синергия теории и практики. Только совместное развитие теории и эмпирических экспериментов на реальном «железе» позволит продвигать квантовую оптимизацию.
🔹 Этика и ответственность. Применение квантовой оптимизации должно приносить обществу пользу, а не только прибыль.

Пока одни ученые спорят, когда квантовые вычислители «обгонят» классические компьютеры, другие — уже экспериментируют. Но чтобы понять, где действительно скрыт квантовый потенциал, нужны не громкие заявления, а честные и прозрачные бенчмарки.

🔹 Прежде чем решать задачу, её стоит «подчистить»: убрать ненужные переменные, разбить на части. Так можно уложиться даже в крошечный по современным меркам квантовый чип.
🔹 Что интересно: реальные преимущества могут проявиться не в абстрактных задачах, а в хитро сконструированных ситуациях, где классические компьютеры буксуют. Именно такие задачи — путь к квантовому превосходству.
🔹 Но главное — нужно сравнивать честно. Важно учитывать всё: от качества решений до времени предобработки и энергопотребления. Только так можно понять, действительно ли квантовая магия работает.
🔹 А ещё — использовать эту магию во благо. Квантовая оптимизация может менять мир, но в чьи руки попадут эти возможности — зависит от нас.

Обзор доступен по ссылке.

Физики из Великобритании проверили влияние растительных аналогов сливочного масла на вкус шотландского печенья

Очередной нефизический объект исследования физиков — печенье, а именно масло, из которого его делают. Растительные заменители продуктов все чаще появляются в магазинах, но их качество иногда сильно уступает продуктам животного происхождения. Например, в приготовлении шортбреда, традиционного шотладского печенья, сливочное масло является ключевым ингредиентом для достижения песочной структуры печенья.

Ученые изучили растительные аналоги сливочного масла и описали их характеристики с помощью динамического модуля, который включает вязкость и упругость материалов при деформации. 

Для эксперимента был подготовлен образец сливочного 82% масла и три образца растительного масла с разным содержанием жиров: 79%, 70% и 42,9%. Доля жиров определялась с помощью инфракрасной спектроскопии. Далее каждый образец масла физики закрепили между двух дисков, которые вращались относительно друг друга, измеряя угол поворота и приложенное напряжение. 

В результате обычное сливочное масло продемонстрировало наибольший динамический модуль, а растительная альтернатива с содержанием жира 79% имела наименьшее значение из всех образцов, показав наиболее жидкоподобную структуру. Тесто на обычном сливочном масле оказалось более твердым, в то время как тесто из растительного масла жирностью 42,9% было неприятно вязким. 

Российские физики научились измерять невидимые магнитные свойства

Магнитные материалы играют ключевую роль в современных технологиях, от спинтроники до квантовых вычислений. Однако большинство исследований таких материалов проводилось при комнатной температуре, а при измерениях при низких температурах ученые сталкивались с рядом сложностей. Это накладывает ограничения на исследование магноники при низких температурах, необходимых для приложений в квантовых вычислениях и сверхпроводниковых системах.

Российские ученые из МФТИ, Российского квантового центра и Крымского федерального университета разработали новый метод анализа магнитной анизотропии тонких гранатовых пленок при низких температурах, основанный на измерениях ферромагнитного резонанса (FMR).​ Работа опубликована в Journal of Applied Physics.

В своей работе ученые представили новый универсальный и быстрый метод расчета констант магнитной анизотропии гранатовых пленок при изменении температуры с использованием измерений ферромагнитного резонанса.

Новый метод не требует прямого определения намагниченности, что особенно важно при использовании парамагнитных подложек. Это открывает новые возможности для изучения новых материалов, предназначенных для квантовых вычислений и спинтронных устройств.

Индийский стартап планирует испытать реактор холодного ядерного синтеза в космосе

Летом 2024 года стартап Hylenr Technologies продемонстрировал первую в мире технологию холодного синтеза, которая вырабатывает чистую энергию. Индийские ученые зарегистрировали патент на низкоэнергетический ядерный реактор LENR, который может стать альтернативой для производства электроэнергии.

Hylenr подписал соглашение о намерении с космической компанией TakeMe2Space о разработке и испытании на орбите вычислительных модулей, работающих от реактора холодного синтеза.

Сотрудники стартапа заявили, что им удалось достичь на своем реакторе постоянного усиления тепла в 1,5 раза при 100 Вт входного электрического тока. Их технология основана на использовании миллиграммов водорода и небольшого количества электричества для генерации избыточного тепла во время синтеза. Hylenr планирует масштабировать реактор, чтобы он мог производить в 2,5 раза больше энергии.

В мире точных наук грань между абстрактным и реальным порой размывается до неузнаваемости. Американский физик математик и механик Джозайя Уиллард Гиббс остроумно подметил фундаментальное различие между двумя дисциплинами.

📔Джозайя Уиллард Гиббс — один из создателей векторного анализа, статистической физики, математической теории термодинамики, что во многом предопределило развитие современных точных наук и естествознания в целом.

Физики объяснили звук открывающейся бутылки пива с бугельной пробкой

На сегодняшний день пиво изучено с самых неожиданных сторон — от пузырьков до танцующего в бокале арахиса. Это не просто напиток, а целая лаборатория гидродинамики: жидкость находится в емкости под давлением и к тому же содержит растворенный углекислый газ.

Ученые из Австрии и Германии разобрались, откуда берётся характерный звук при открытии бутылки пива с бугельной пробкой. С помощью съемки с частотой записи до 16,8 тыс. кадров/с и аудиозаписей они выяснили: звук рождается из-за колебаний газового столба в горлышке бутылки, который колеблется вверх-вниз около 70-100 мс. Наибольший пик амплитуды оказался в спектре звука от 640 до 870 Гц.

В результате физические процессы, происходящие при открытии бутылки, разделили на четыре стадии: первая — выход газа с ударной волной, переотражение этой волны и конденсация водяного пара; вторая — образование резонирующего газо-конденсатного столба в горлышке бутылки; третья — выделение из жидкости растворенного углекислого газа; четвертая — разбрызгивание жидкости из-за того, что граница газа и жидкости поднимается.

Моделирование очень точно совпало с экспериментом. Также ученые считают, что при открытии пробки могла присутствовать сверхзвуковая скорость газа.