Вы когда-нибудь задумывались, почему музыка или сирена едущей навстречу машины, звучит быстрее, чем если бы машина стояла на месте?
Мы слышим звук, например, из стоящей машины. Пока машина стоит на месте, до нас доходит волна звука с определенной частотой и определенной длиной волны 𝝀. Каждый пик волны, вершина или впадина, находится на определенной частоте, которые проявляются через определенный промежуток времени. Когда машина начнет движение, то частота возникновения пиков звуковой волны увеличится, а нам будет казаться, что звук из движущейся навстречу машины ускоряется.
Это явление называетсяэффектом Доплера и проявляется он не только со звуковыми волнами, но и со световыми. Если источник видимого света приближается к нам, длина видимой волны укорачивается, и мы наблюдаем фиолетовое смещение – самые короткие волны, которые соответствуют фиолетовому цвету видимого спектра. А если источник удаляется, происходит кажущееся смещение в сторону красной части спектра – удлинение волн.
Эффект Доплера можно использовать даже для охлаждения атомов – такой метод называется доплеровским охлаждением.
Мы слышим звук, например, из стоящей машины. Пока машина стоит на месте, до нас доходит волна звука с определенной частотой и определенной длиной волны 𝝀. Каждый пик волны, вершина или впадина, находится на определенной частоте, которые проявляются через определенный промежуток времени. Когда машина начнет движение, то частота возникновения пиков звуковой волны увеличится, а нам будет казаться, что звук из движущейся навстречу машины ускоряется.
Это явление называется
Эффект Доплера можно использовать даже для охлаждения атомов – такой метод называется доплеровским охлаждением.
👍6❤1
Время когерентности кубита на азотной вакансии увеличено в 20 раз
Ученые из MIT предложили метод снижения шумов и увеличения времени когерентности кубитов на основе дефектов (азотных вакансий) в алмазе. В основе метода — активное подавление шумов. Можно провести аналогию с активным шумоподавлением в наушниках: там есть источник звука, а тут есть источник света, который управляет спинами электронов, окружающих дефект в алмазе, и заставляет повернувшиеся спины вернуться на место, тем самым снижая шум и увеличивая время когерентности кубита. Эксперименты показали значительное увеличение времени когерентности – до 3 миллисекунд (в 20 раз). Отмечается, что теоретически время когерентности спиновых ансамблей можно увеличить ещё больше — до 400 раз.
Кубиты на основе дефектов в алмазах являются перспективной технологией, они могут применяться в квантовых сенсорах, гироскопах, при создании квантовой памяти.
Ученые из MIT предложили метод снижения шумов и увеличения времени когерентности кубитов на основе дефектов (азотных вакансий) в алмазе. В основе метода — активное подавление шумов. Можно провести аналогию с активным шумоподавлением в наушниках: там есть источник звука, а тут есть источник света, который управляет спинами электронов, окружающих дефект в алмазе, и заставляет повернувшиеся спины вернуться на место, тем самым снижая шум и увеличивая время когерентности кубита. Эксперименты показали значительное увеличение времени когерентности – до 3 миллисекунд (в 20 раз). Отмечается, что теоретически время когерентности спиновых ансамблей можно увеличить ещё больше — до 400 раз.
Кубиты на основе дефектов в алмазах являются перспективной технологией, они могут применяться в квантовых сенсорах, гироскопах, при создании квантовой памяти.
👏5😁2
Постквантовые алгоритмы открывают новые горизонты!
Коллеги из QApp продуктивно проводят эту неделю. Состоялось сразу несколько важных и интересных мероприятий.
Поговорили о настоящем и будущем технологий квантово-устойчивой защиты информации на Дне инноваций АФК «Система», организовали и провели первую рабочую группу по конфиденциальным вычислениям с представителями крупнейших банков РФ и регулятора, а на площадке Музея криптографии сотрудники QApp приняли участие во встрече экспертного сообщества на тему «Развитие квантового компьютера и вызовы для криптографии».
Поймали коллег за работой, смотрите фото👍
Коллеги из QApp продуктивно проводят эту неделю. Состоялось сразу несколько важных и интересных мероприятий.
Поговорили о настоящем и будущем технологий квантово-устойчивой защиты информации на Дне инноваций АФК «Система», организовали и провели первую рабочую группу по конфиденциальным вычислениям с представителями крупнейших банков РФ и регулятора, а на площадке Музея криптографии сотрудники QApp приняли участие во встрече экспертного сообщества на тему «Развитие квантового компьютера и вызовы для криптографии».
Поймали коллег за работой, смотрите фото👍
👍5🔥1
Каждый день мы узнаем об удивительных технологиях, которые помогают ученым изучать мир вокруг нас и создавать новые материалы и технологии. Когда мы слышим про ускорители, то в первую очередь на ум приходят мысли об синхротронах из-за популярности, например, коллайдера. Но на самом деле этот класс довольно большой и поэтому мы расскажем о нем подробнее, начав с установки ионной имплантации.
В таких установках электрическое поле ускоряет частицы для того, чтобы бомбардировать поверхность материала, меняя свойства его поверхности. Ионная имплантация помогает улучшить их механические, электрические и оптические свойства, поэтому технология широко распространена в полупроводниковой промышленности.
Из всех типов ускорителей, установки для ионной имплантации используют низкие энергии (10-2000 кэВ) наряду с электронно-пучковыми ускорители промышленного назначения (10-300 кэВ), о которых мы расскажем в следующий раз.
Для сравнения 1 ТэВ приблизительно равен кинетической энергии летящего комара. или кинетической энергии при падении маленькой капли воды диаметром в 1 мм с высоты 3 см.
В таких установках электрическое поле ускоряет частицы для того, чтобы бомбардировать поверхность материала, меняя свойства его поверхности. Ионная имплантация помогает улучшить их механические, электрические и оптические свойства, поэтому технология широко распространена в полупроводниковой промышленности.
Из всех типов ускорителей, установки для ионной имплантации используют низкие энергии (10-2000 кэВ) наряду с электронно-пучковыми ускорители промышленного назначения (10-300 кэВ), о которых мы расскажем в следующий раз.
Для сравнения 1 ТэВ приблизительно равен кинетической энергии летящего комара. или кинетической энергии при падении маленькой капли воды диаметром в 1 мм с высоты 3 см.
👍4
В квантовой гонке участвуют не только страны, но и программные продукты: вслед за MATLAB Wolfram Mathematica также будет поддерживать квантовые вычисления
Разработчик популярного математического пакета Mathematica объявил, что новые версии продукта получат поддержку квантовых вычислений. С этой целью компания Wolfram начала сотрудничать с бостонским стартапом QuEra — разработчиком нейтрально-атомных квантовых процессоров и ПО.
Совместно разработанная библиотека квантовых вычислений позволит запускать готовые квантовые алгоритмы с использованием облачного сервиса на квантовых компьютерах QuEra. Подобные системы позволяют выполнять вычисления как в аналоговом (квантовый аннилер), так и в цифровом режимах.
Разработчик популярного математического пакета Mathematica объявил, что новые версии продукта получат поддержку квантовых вычислений. С этой целью компания Wolfram начала сотрудничать с бостонским стартапом QuEra — разработчиком нейтрально-атомных квантовых процессоров и ПО.
Совместно разработанная библиотека квантовых вычислений позволит запускать готовые квантовые алгоритмы с использованием облачного сервиса на квантовых компьютерах QuEra. Подобные системы позволяют выполнять вычисления как в аналоговом (квантовый аннилер), так и в цифровом режимах.
❤3👍1
Почему физики дают элементарным частицам романтичные названия?
Некоторые считают, что физики пытаются привлечь внимание к своим исследованиям, называя частицы «прелестно-странными» или «очарованными».
Но как появился термин «прелестно-странный»? Всего существуют шесть типов кварков, их обозначают английскими буквами, каждой из которых соответствует какое-то слово. U — это up («верхний»), d — down («нижний»), s — strange («странный»), c — charm («очарованный»), b — beauty («прелестный») и t — truth («истинный»). Два последних иногда называют bottom и top.
Барион, состоящий из кварков и обозначаемый буквами qsb, где q — это лёгкий кварк (либо u, либо d), s — странный (strange), b — прелестный (beauty). Вот отсюда и взялось название «прелестно-странный»!
Некоторые считают, что физики пытаются привлечь внимание к своим исследованиям, называя частицы «прелестно-странными» или «очарованными».
Но как появился термин «прелестно-странный»? Всего существуют шесть типов кварков, их обозначают английскими буквами, каждой из которых соответствует какое-то слово. U — это up («верхний»), d — down («нижний»), s — strange («странный»), c — charm («очарованный»), b — beauty («прелестный») и t — truth («истинный»). Два последних иногда называют bottom и top.
Барион, состоящий из кварков и обозначаемый буквами qsb, где q — это лёгкий кварк (либо u, либо d), s — странный (strange), b — прелестный (beauty). Вот отсюда и взялось название «прелестно-странный»!
👍6
Недавно мы затронули тему эмерджентности, которая пришла на смену подходу – редукционизму.
До появления концепции эмерджентности в физике господствующими были идеи редукционизма: поведение сложных систем старались объяснить через свойства составляющих их элементов. Ученые-редукционисты первыми начали пытаться объяснить явления жизни, сознания и всего остального, исходя из законов, которые управляют поведением мельчайших элементов, то есть квантов.
Считается ли это рабочей теорией? До какой степени свойства изучаемых систем можно увязать с уровнем квантовых законов? Среди классиков науки Нильс Бор предложил интересный подход в применении редукционизма – принцип дополнительности – нельзя полностью описать квантовую систему на классическом языке, но можно, используя несколько дополнительных. На фоне открытий в биологии ученые пытались объяснить крупные биологические системы принципами квантовой механики. Ученые скептически относятся к такому способу научного познания, когда пытаются связать отдаленные области науки. К примеру, Роджер Пенроуз зашел настолько далеко, что описал квантовые процессы в работе нервной системы на основе поведения микротрубочек нейроновнейронов.
До появления концепции эмерджентности в физике господствующими были идеи редукционизма: поведение сложных систем старались объяснить через свойства составляющих их элементов. Ученые-редукционисты первыми начали пытаться объяснить явления жизни, сознания и всего остального, исходя из законов, которые управляют поведением мельчайших элементов, то есть квантов.
Считается ли это рабочей теорией? До какой степени свойства изучаемых систем можно увязать с уровнем квантовых законов? Среди классиков науки Нильс Бор предложил интересный подход в применении редукционизма – принцип дополнительности – нельзя полностью описать квантовую систему на классическом языке, но можно, используя несколько дополнительных. На фоне открытий в биологии ученые пытались объяснить крупные биологические системы принципами квантовой механики. Ученые скептически относятся к такому способу научного познания, когда пытаются связать отдаленные области науки. К примеру, Роджер Пенроуз зашел настолько далеко, что описал квантовые процессы в работе нервной системы на основе поведения микротрубочек нейроновнейронов.
👍6
Пришло время для дайджеста новостей!
Физики создали когерентный нанофотонный ускоритель
Устройство способно не только ускорять частицы, но и фокусировать их пучок. При помощи ускорителя удалось разогнать электроны на дистанции 500 микрометров в канале шириной всего 225 нанометров, при этом первоначальная энергия пучка увеличилась на 43 процента.
Первая нанопроволочная нейросеть учится и запоминает «на лету»
Впервые физическая нейросеть продемонстрировала способность учиться и запоминать, так или почти так, как это делает настоящий мозг. Результат исследования открывает путь к созданию более эффективного машинного интеллекта с низким потреблением энергии, способного решать более сложные задачи.
Российские физики создали квантовые термометры на базе алмазов с примесью никеля
Изменчивость инфракрасного излучения в зависимости от окружающей температуры позволяет использовать эти искусственные кристаллы в качестве относительно недорогих и при этом высокочувствительных сенсоров для биологических и медицинских исследований.
Физики создали когерентный нанофотонный ускоритель
Устройство способно не только ускорять частицы, но и фокусировать их пучок. При помощи ускорителя удалось разогнать электроны на дистанции 500 микрометров в канале шириной всего 225 нанометров, при этом первоначальная энергия пучка увеличилась на 43 процента.
Первая нанопроволочная нейросеть учится и запоминает «на лету»
Впервые физическая нейросеть продемонстрировала способность учиться и запоминать, так или почти так, как это делает настоящий мозг. Результат исследования открывает путь к созданию более эффективного машинного интеллекта с низким потреблением энергии, способного решать более сложные задачи.
Российские физики создали квантовые термометры на базе алмазов с примесью никеля
Изменчивость инфракрасного излучения в зависимости от окружающей температуры позволяет использовать эти искусственные кристаллы в качестве относительно недорогих и при этом высокочувствительных сенсоров для биологических и медицинских исследований.
👍5
Как тут не вдохновиться квантовой физикой?
Сегодня сооснователь Российского квантового центра Руслан Юнусов выступил на федеральном просветительском марафоне Знание.Первые Российского общества «Знаниe». И вот как он ответил на вопрос:
«Зачем нам нужен квантовый компьютер? Конечно же, чтобы понять то, чего пока мы понять не можем. Мы пока не можем сказать, в каких точно областях человечество будет использовать такие машины. Но так было и с классическим компьютером. Его создатели были бы в шоке, увидев, что люди сегодня майнят криптовалюту и играют в игры, ведь на этапе создания никто о таком применении даже не думал. Когда квантовый компьютер станет мощнее, мы увидим то, что за горизонтом, и научимся решать с его помощью полезные и интересные задачи»
Марафон проходит в рамках Международной выставки-форума «Россия» в Москве с 4 по 6 ноября. Ждем вас на ВДНХ!
Сегодня сооснователь Российского квантового центра Руслан Юнусов выступил на федеральном просветительском марафоне Знание.Первые Российского общества «Знаниe». И вот как он ответил на вопрос:
«Зачем нам нужен квантовый компьютер? Конечно же, чтобы понять то, чего пока мы понять не можем. Мы пока не можем сказать, в каких точно областях человечество будет использовать такие машины. Но так было и с классическим компьютером. Его создатели были бы в шоке, увидев, что люди сегодня майнят криптовалюту и играют в игры, ведь на этапе создания никто о таком применении даже не думал. Когда квантовый компьютер станет мощнее, мы увидим то, что за горизонтом, и научимся решать с его помощью полезные и интересные задачи»
Марафон проходит в рамках Международной выставки-форума «Россия» в Москве с 4 по 6 ноября. Ждем вас на ВДНХ!
👍4
Иногда самое лучшее научное решение можно позаимствовать у природы
В СПбГУ разработали технологию на основе генетического алгоритма, позволяющую найти оптические схемы для квантовых вычислений, на поиски которых иначе ушли бы годы!
Что это за схемы, и при чем тут генетика? Главная сложность при создании фотонных квантовых компьютеров — организовать взаимодействие фотонов друг с другом. Напрямую создать условия для такого взаимодействия невозможно. Чтобы обойти эту проблему, используют схемы с оповещением, которые позволяют по состоянию вспомогательной системы сделать вывод о выполнении логической операции.
До сих пор было известно всего лишь несколько конфигураций подобных схем, но на помощь пришли генетические алгоритмы. Их преимущество состоит в том, что используемые механизмы аналогичны естественному отбору в природе.
В СПбГУ разработали технологию на основе генетического алгоритма, позволяющую найти оптические схемы для квантовых вычислений, на поиски которых иначе ушли бы годы!
Что это за схемы, и при чем тут генетика? Главная сложность при создании фотонных квантовых компьютеров — организовать взаимодействие фотонов друг с другом. Напрямую создать условия для такого взаимодействия невозможно. Чтобы обойти эту проблему, используют схемы с оповещением, которые позволяют по состоянию вспомогательной системы сделать вывод о выполнении логической операции.
До сих пор было известно всего лишь несколько конфигураций подобных схем, но на помощь пришли генетические алгоритмы. Их преимущество состоит в том, что используемые механизмы аналогичны естественному отбору в природе.
👍4
Физик Гиббс Джозайя Уиллард был очень замкнутым человеком и обычно молчал на заседаниях ученого совета университета, в котором он преподавал. Но на одном из собраний, когда решался вопрос о том, чему уделять в новых учебных программах больше внимания — математике или иностранным языкам, он не выдержал и сказал: «Математика — это язык!»
🔥7👍2👏1
Еще в школе по мере изучения разных разделов мы знакомились с различными фундаментальными величинами: со скоростью света, когда изучали релятивизм, с гравитационной постоянной (G), когда углублялись в законы всемирного тяготения, и с постоянной Планка (h), которую нас заставили ввести основы квантовой физики.
В классической механике они не играют такой роли, потому что условный велосипедист передвигается со скоростью, которая намного меньше скорости света, его притяжение к другому велосипедисту пренебрежительно мало, а что происходит с ним на квантовом уровне, нам совершенно неинтересно. Но, как только велосипедист начинает разгоняться до скорости, близкой к скорости света, или приобретает массу порядка массы Земли, или вообще превращается в летящий фотон, нам приходится описывать его движение с помощью одной из трех фундаментальных величин: c, G или h.
Оказалось, что, пытаясь определить, можно ли пренебречь той или иной величиной в определенной теории, удастся построить куб в координатах 1/c, G, h, который покажет место каждой теории и взаимосвязи между ними. Такой куб иногда называют кубом физических теорий, или кубом Зельманова — по фамилии ученого, предложившего это рассмотрение.
Мы подробно пройдемся по всем граням куба и остановимся на каждой его вершине, чтобы вспомнить или узнать о том, каким теориям они соответствуют и увидим как они взаимосвязаны.
#Куб_Зельманова
В классической механике они не играют такой роли, потому что условный велосипедист передвигается со скоростью, которая намного меньше скорости света, его притяжение к другому велосипедисту пренебрежительно мало, а что происходит с ним на квантовом уровне, нам совершенно неинтересно. Но, как только велосипедист начинает разгоняться до скорости, близкой к скорости света, или приобретает массу порядка массы Земли, или вообще превращается в летящий фотон, нам приходится описывать его движение с помощью одной из трех фундаментальных величин: c, G или h.
Оказалось, что, пытаясь определить, можно ли пренебречь той или иной величиной в определенной теории, удастся построить куб в координатах 1/c, G, h, который покажет место каждой теории и взаимосвязи между ними. Такой куб иногда называют кубом физических теорий, или кубом Зельманова — по фамилии ученого, предложившего это рассмотрение.
Мы подробно пройдемся по всем граням куба и остановимся на каждой его вершине, чтобы вспомнить или узнать о том, каким теориям они соответствуют и увидим как они взаимосвязаны.
#Куб_Зельманова
🔥4👍3❤2
Российские ученые создали новый материал для передовой электроники
Новые соединения с рядом перспективных свойств впервые в мире синтезировали ученые Тюменского государственного университета при участии зарубежных коллег. Полученные ими беспримесные четверные теллуриды позволят усовершенствовать большой спектр систем в современной микроэлектронике и других областях. Результаты опубликованы в журнале CrystEngComm.
Поиск новых материалов — ключ к развитию современной микроэлектроники, оптики, лазерной техники, фотовольтаики. Для этих областей техники особенно важно отсутствие примесей в используемых веществах. Соединения теллуридов благодаря своим характеристикам являются одними из наиболее перспективных материалов для полупроводниковой и лазерной техники: они используются как материалы солнечных батарей, полупроводниковых лазеров, тензодатчиков, детекторов ионизирующего излучения, инфракрасных детекторов и терагерцевых генераторов. Однако, их очень трудно получить чистыми в виде порошка. Ученые ТюмГУ подобрали оптимальные условия для синтеза четверных теллуридов, состоящих из теллура, атомов меди и двух редкоземельных элементов
Новые соединения с рядом перспективных свойств впервые в мире синтезировали ученые Тюменского государственного университета при участии зарубежных коллег. Полученные ими беспримесные четверные теллуриды позволят усовершенствовать большой спектр систем в современной микроэлектронике и других областях. Результаты опубликованы в журнале CrystEngComm.
Поиск новых материалов — ключ к развитию современной микроэлектроники, оптики, лазерной техники, фотовольтаики. Для этих областей техники особенно важно отсутствие примесей в используемых веществах. Соединения теллуридов благодаря своим характеристикам являются одними из наиболее перспективных материалов для полупроводниковой и лазерной техники: они используются как материалы солнечных батарей, полупроводниковых лазеров, тензодатчиков, детекторов ионизирующего излучения, инфракрасных детекторов и терагерцевых генераторов. Однако, их очень трудно получить чистыми в виде порошка. Ученые ТюмГУ подобрали оптимальные условия для синтеза четверных теллуридов, состоящих из теллура, атомов меди и двух редкоземельных элементов
👍9
Обнаружено нарушение закона излучения Кирхгофа в пользу повышения эффективности устройств накопления энергии
Недавно физики приложили к волноводу с направляющей модой поперечное магнитное поле и обнаружили невыполнение закона Кирхгофа. Оказалось, что волновод излучает различную электромагнитную энергию при изменении направления поля.
Согласно закону Кирхгофа, тела при ненулевой абсолютной температуре должны излучать и поглощать электромагнитную энергию. И чем больше тело излучает, тем больше поглощает. Но если на тело будет действовать внешнее отрицательное магнитное поле, то оно может нарушить закон Кирхгофа, не позволив энергии поглощения превысить энергию излучения.
Результаты исследования помогут снизить потери энергии от переизлучения при использовании солнечных батарей.
Недавно физики приложили к волноводу с направляющей модой поперечное магнитное поле и обнаружили невыполнение закона Кирхгофа. Оказалось, что волновод излучает различную электромагнитную энергию при изменении направления поля.
Согласно закону Кирхгофа, тела при ненулевой абсолютной температуре должны излучать и поглощать электромагнитную энергию. И чем больше тело излучает, тем больше поглощает. Но если на тело будет действовать внешнее отрицательное магнитное поле, то оно может нарушить закон Кирхгофа, не позволив энергии поглощения превысить энергию излучения.
Результаты исследования помогут снизить потери энергии от переизлучения при использовании солнечных батарей.
👍2🔥1
Forwarded from QRate: квантовое шифрование
👋🏻 Встречаемся на FINOPOLIS-2023
С 8 по 10 ноября в Москве на форуме инновационных финансовых технологий FINOPOLIS компания QRate представит новую разработку — QKDmini — миниатюрный передатчик квантовых ключей собственного производства. Также участники мероприятия могут принять участие в квантовой викторине и получить призы от Газпромбанка.
👉🏻 Познакомиться с квантовыми технологиями и преимуществами их применения можно во все дни проведения форума на стенде Газпромбанка.
@goqrate
С 8 по 10 ноября в Москве на форуме инновационных финансовых технологий FINOPOLIS компания QRate представит новую разработку — QKDmini — миниатюрный передатчик квантовых ключей собственного производства. Также участники мероприятия могут принять участие в квантовой викторине и получить призы от Газпромбанка.
👉🏻 Познакомиться с квантовыми технологиями и преимуществами их применения можно во все дни проведения форума на стенде Газпромбанка.
Форум, который Банк России проводит в партнерстве с лидерами IT и финансового рынка, является крупнейшей в стране площадкой для обсуждения и анализа тенденций и возможностей применения современных цифровых технологий в финансовом секторе.
@goqrate
🔥3❤1👍1
Российские ученые создали робота для изучения языков программирования
Инженеры Южно-Уральского государственного университета представили первую модель небольшого промышленного робота, который поможет студентам и сотрудникам производственных предприятий освоить специальные языки программирования для управления другими промышленными роботами. Благодаря тому, что Робин понимает несколько языков, студенты могут выбрать для работы тот, который знают или которому хотят обучиться
Робин управляется при помощи софта собственной разработки. У него шесть степеней подвижности, и он может работать сварщиком, погрузчиком или фасовщиком в зависимости от типа инструмента.
Инженеры Южно-Уральского государственного университета представили первую модель небольшого промышленного робота, который поможет студентам и сотрудникам производственных предприятий освоить специальные языки программирования для управления другими промышленными роботами. Благодаря тому, что Робин понимает несколько языков, студенты могут выбрать для работы тот, который знают или которому хотят обучиться
Робин управляется при помощи софта собственной разработки. У него шесть степеней подвижности, и он может работать сварщиком, погрузчиком или фасовщиком в зависимости от типа инструмента.
👍4