Квантовая физика

Квантовая физика — часть физики, изучающая поведение субатомных частиц на мельчайших расстояниях, где проявляются загадочные квантовые эффекты и перестает работать общая теория относительности. Квантовая физика, несмотря на свою сложность и порой нелогичность, все же считается самым точным и проверенным звеном науки. Множество предсказанных квантовой механикой явлений были обнаружены экспериментально и взяты на вооружение: квантовое туннелирование, квантовая запутанность, принцип неопределенности и многое другое. Как сказал однажды Роберт Фейнман, «квантовую физику не понял никто». Никто не понял, но все используют.

10 невероятных последствий развития квантовых технологий

В научном сообществе образовался консенсус, что первый полностью функциональный квантовый компьютер будет готов приблизительно через десять лет — и это событие такого масштаба, что многие эксперты призывают считать годы, оставшиеся до «квантума».

Большинство людей, хотя бы немного знакомых с основными идеями квантовой механики, считают эту область несколько «странноватой», поскольку она иногда озадачивает даже опытных квантовых физиков. В голове появляются картинки людей, ходящих по стенам, путешествующих во времени и общей неопределенности, которая грозит искоренить наши самые привычные представления об истине и реальности. Стандартные измерения становятся бессмысленными.

Читать далее

С помощью нейронной сети удалось смоделировать поведение сложной квантовой системы

Моделирование сложно устроенных квантовых систем на сегодняшний день — крайне непростая задача. Дело в том, что традиционные методы тут не подходят, так как с увеличением сложности системы количество ее состояний увеличивается по экспоненте. Для примера: система, состоящая из 100 квантовых частиц, может находиться в любом из 1035 состояний. Даже мощные суперкомпьютеры не в силах быстро справиться с просчетом такого количества вариантов. И группа ученых из Швейцарского федерального технологического института представила новый метод с использованием нейросети, что позволит ускорить данный процесс.

Читать далее

В продажу поступил новый квантовый компьютер за 15 миллионов долларов

Канадская компания D-Wave считается одним из первопроходцев в области производства коммерчески доступных квантовых компьютеров. Выпуск первых моделей состоялся ещё в 2007 году. Тогда это был 16-кубитный и 28-кубитный компьютер Orion. В мае 2011 года в продажу поступила модель D-Wave One с 128-битным чипом, а затем и D-Wave Two с 512-кубитным чипом. На этом D-Wave решила на останавливаться. В продажу поступает компьютер D-Wave 2000Q с процессором на 2000 кубит по цене 15 000 000 долларов.

Читать далее

Физики заглянули в «полную пустоту» и доказали, что в ней кое-что есть

Согласно квантовой механике, вакуум – не просто пустое пространство. На самом деле он наполнен квантовой энергией и частицами, крошечными частицами, постоянно появляющимися и так же исчезающими и оставляющими после себя след в виде сигналов, которые мы называем квантовыми флуктуациями. Десятилетиями эти флуктуации существовали только в наших квантовых теориях, пока в 2015 году исследователи не объявили о том, что напрямую их обнаружили и определили. А сейчас та же команда ученых заявляет, что продвинулась в своих исследованиях гораздо дальше — смогла провести манипуляции с самим вакуумом и определить изменения в этих загадочных сигналах из пустоты.

Читать далее

Физики научились точно предсказывать момент выхода из строя квантовой системы

Физики впервые сумели точно предсказать будущее квантовых систем — точнее, момента, когда эти системы рухнут, — еще задолго до того, как это фактически произойдет. Эта важная возможность может быть использована для создания очень мощных, более точных и более надежных квантовых технологий в будущем.

Читать далее

Ученые: Время существует лишь в наших головах

Прошлое. Настоящее. Будущее. Для физики это все одно и то же. Однако для вас, меня и всех остальных время движется только в одном направлении: от ожиданий к опыту и воспоминаниям. Эта линейность носит название оси времени (иногда называют стрелой времени), и некоторые физики считают, что движется она в одном направлении только для человека и других видов, способных воспринимать ее движение только таким образом.

Читать далее

Осуществлена квантовая телепортация на рекордные 30 километров

Как сообщает журнал Nature Photonics, группе ученых удалось осуществить квантовую телепортацию на расстояние в 30 километров, что является мировым рекордом в данной области. С помощью квантовой телепортации была передана информация, закодированная в частицах света. Передача была осуществлена мгновенно.

Читать далее

Создан первый перепрограммируемый квантовый компьютер

Учёным из Университета Мэриленда удалось создать первый в мире программируемый и перепрограммируемый квантовый компьютер. Учёные много лет шли к этой цели, ведь квантовые компьютеры могут решить множество проблем, с которыми не справляются компьютеры традиционные, информация внутри которых передаётся при помощи электрического напряжения. Теоретически квантовый компьютер способен одновременно производить столько вычислений, число которых даже сложно себе представить. Но начинать учёным всегда приходится с малого.

Читать далее

C точки зрения эволюции: наш мир — иллюзия

В повседневной жизни мы привыкли считать, что наши органы чувств, наше восприятие — зрение, звуки, текстуры, вкусы — дают нам точную картинку настоящего мира. Конечно, когда мы на секунду об этом задумываемся — или поддаемся обману органов чувств — мы понимаем, что никогда не сможем в точности воспринимать этот мир. Наш мозг скорее делает предположения о том, каков этот мир, словно имитируя внешнюю реальность. И все же, эта имитация должна быть весьма неплоха. Если бы она не была таковой, не остались бы мы на обочине эволюции? Истинная реальность может всегда оставаться за пределами нашей досягаемости, но наши органы чувств должны хотя бы в общем обрисовывать, какой эта реальность может быть.

Читать далее

Когда мы сможем проверить квантовую гравитацию?

У нас есть все причины полагать, что гравитация является по своей сути квантовой теорией. Но как нам доказать это раз и навсегда? Об этом рассказывает доктор Сабина Носсенфельдер, физик-теоретик, специалист по квантовой гравитации и физике высоких энергий. Далее от первого лица.

Читать далее

Четыре факта о квантовой физике, о которых не рассказывают профессора

Мы частенько говорим о квантовой физике, и многие из нас, если не все, в свое время напрягали мозги, силясь понять, что вообще происходит. Но что может быть еще более странным, чем эти странные и бесконечные интегралы вместе со сложнейшей математикой, которая развивалась десятилетиями?

Читать далее

Квантовые технологии появятся на британских улицах уже через два года

Вы слышали о квантовой механике, а теперь пора знакомиться с квантовыми инженерами. Спустя десятки лет пребывания в лаборатории, квантовая наука постепенно превращается в технологию, которая будет влиять на вашу повседневную жизнь. Если этим амбициозным планам суждено сбыться, к 2020 году в Великобритании может появиться самый мощный квантовый компьютер в мире, безопасная квантовая сеть на всю страну и многочисленные квантовые отрасли.

Читать далее

Учёным удалось телепортировать фотон на расстояние в 100 километров

Фраза «телепортация фотона» звучит не так впечатляюще, если вспомнить всё то, что мы видели в фантастических фильмах и телесериалах. Разумеется, вряд ли в ближайшие десятилетия наука научится телепортировать людей из одного места в другое, но достижение группы исследователей из Национального института стандартов и технологий всё-таки является очень важным для науки. Ведь ранее рекордное расстояние, на которое удавалось телепортировать фотон, составляло всего 25 километров, а учёные смогли увеличить его в целых четыре раза.

Читать далее

Давайте разберемся: что же такое свет?

Он вокруг нас и позволяет нам видеть мир. Но спросите любого из нас, и большинство не сможет объяснить, что такое на самом деле этот свет. Свет помогает нам понимать мир, в котором мы живем. Наш язык это отражает: во тьме мы передвигаемся на ощупь, свет мы начинаем видеть вместе с наступлением зари. И все же мы далеки от полного понимания света. Если вы приблизите луч света, что в нем будет? Да, свет движется невероятно быстро, но разве его нельзя применить для путешествий? И так далее и тому подобное.

Читать далее

Физики придумали, как запутать массивные объекты

Роман Шнабель, профессор физики Института гравитационной физики Макса Планка, опубликовал работу в журнале Physical Review Letters, в которой изложил план квантового запутывания двух «массивных» объектов. Вместе со своей командой он работает над конкретным осуществлением плана, и в случае успеха им удастся запутать два зеркала массой 0,1 кг, что будет представлять самый большой пример запутанности, так как до этого ученым удавалось запутать лишь объекты микронных размеров.

Читать далее

Шесть фактов о квантовой физике, которые должен знать каждый

Неподготовленного слушателя квантовая физика пугает с самого начала знакомства. Она странная и нелогичная, даже для физиков, которые имеют с ней дело каждый день. Но она не непонятная. Если вас интересует квантовая физика, на самом деле есть шесть ключевых понятий из нее, которые необходимо удерживать в уме. Нет, они мало связаны с квантовыми явлениями. И это не мысленные эксперименты. Просто намотайте их на ус, и квантовую физику будет намного проще понять.

Читать далее

«Жуткое квантовое действие» может удерживать Вселенную от распада

Брайан Свингл был аспирантом, изучал физику веществ в Массачусетском технологическом институте, когда вдруг решил взять несколько уроков в теории струн, чтобы подкрепить свое образование — как он вспоминает, «потому что почему бы и нет?» — хотя никогда особо не интересовался этой областью. По мере углубления в детали Свингл начал подмечать неожиданные сходства подхода теории струн к физике черных дыр и квантовой гравитации с его собственной работой, в которой он использовал так называемые тензорные сети для прогнозирования свойств экзотических материалов.

Читать далее

Почему нас должны волновать квантовые компьютеры?

Даже если слово «квантовый» не пугает вас, квантовые компьютеры все еще остаются скорее причудливыми концепциями научной фантастики, нежели реальностью. Однако последние достижения в этой области предполагают, что эти безумно быстрые компьютеры могут появиться раньше, чем мы думаем. И у нас есть много причин волноваться по поводу их прибытия.

Читать далее

В квантовом мире будущее влияет на прошлое

Эксперимент показал, что анализ прошлого и будущего квантовой системы «предсказывает» ее состояние более точно, чем просто анализ будущего. Сложно? Давайте разберемся. Мы настолько привыкли к детективным историям, что даже не замечаем, как автор играет со временем. Обычно убийство происходит до середины книги, но читателю видно только черное пятно, и, как правило, он узнает, что случилось, только на последней странице.

Читать далее

Наполовину свет, наполовину материя: новые квантовые частицы

Перспективы развития вычислительных и коммуникационных технологий, основанных на квантовых свойствах света и материи, возможно, сделали большой шаг вперед, благодаря исследованию физиков Сити-Колледжа в Нью-Йорке под руководством Винода Менона.

Читать далее

10 причин того, что наша Вселенная — виртуальная реальность

Физический реализм — это взгляд, согласно которому физический мир, который мы видим, реален и существует сам по себе. Большинство людей думают, что это само собой разумеется, но с некоторых пор физическому реализму серьезно противоречат некоторые факты из мира физики. Парадоксы, которые сбивали с толку физиков прошлого века, до сих пор не разрешены, и многообещающие теории струн и суперсимметрии никуда этот воз пока не привезли.

Читать далее

Квантовые процессы космоса рождают неожиданную химию

Оказывается, в космосе могут протекать органические химические реакции, о которых мы даже не подозреваем. Звучит двусмысленно, ведь космос велик, но ученые достаточно компетентны, чтобы знать, какие элементы могут образоваться спонтанно, а какие нет. В 2012 году ученые обнаружили молекулы метокси-группы, содержащие углерод, водород и кислород в молекулярном облаке Персея в 600 световых годах от Земли. Однако ученые не смогли воспроизвести эти молекулы в лабораторных условиях, позволяя реагентам конденсироваться на частицах пыли, тем самым оставив в тайне процесс образования этих молекул.

Читать далее

Пять квантовых экспериментов, демонстрирующих иллюзорность реальности

Никто в этом мире не понимает, что такое квантовая механика. Это, пожалуй, самое главное, что нужно знать о ней. Конечно, многие физики научились использовать законы и даже предсказывать явления, основанные на квантовых вычислениях. Но до сих пор неясно, почему наблюдатель эксперимента определяет поведение системы и заставляет ее принять одно из двух состояний.

Читать далее

Ученые продемонстрировали квантовую телепортацию

Новое исследование показало, что телепортация людей как в фильме «Звездный путь» может стать реальностью в далеком будущем. По словам ученых, законы физики в целом не запрещают перемещение больших объектов, в том числе человека.

Читать далее

Новая теория убедительно объединила ход времени и квантовую запутанность

Кофе остывает, здания рушатся, яйца бьются, а звезды выдыхаются во Вселенной, которой, кажется, суждено деградировать в состояние равномерной серости, известной как тепловое равновесие. Астроном-философ сэр Артур Эддингтон в 1927 году привел постепенное распространение энергии в качестве доказательства необратимой «стрелы времени».

Читать далее

Квантовый микроскоп сможет заглянуть внутрь живых клеток

Совместив квантово-механические причуды света с техникой под названием фотонная силовая микроскопия, ученые смогут детально исследовать структуры внутри живых клеток. Эта возможность даст шанс заглянуть в ранее невидимые зоны, исследовать ранее невидимые процессы и поможет биологам лучше понять, как работают клетки.

Читать далее

10 интерпретаций квантовой механики

За многие годы были разработаны десятки интерпретаций квантовой механики. Большинство из них пытаются разрешить, что происходит, когда в квантовой системе производится наблюдение или измерение. Математическая формула, известная как волновая функция (или вектор состояния), описывает состояние системы, в которой происходит измерение, и многочисленные возможности «коллапсируют» в один результат. Квантовая «интерпретация» пытается объяснить, почему происходит коллапс и происходит ли он вообще. Некоторые интерпретации начинают с вопроса, является ли волновая функция физически реальной или остается чем-то сугубо математическим.

Читать далее

Квантовая механика позволит создать одноразовую память

Квантовая механика для защиты информации

Существующие сейчас системы безопасности не всегда могут дать необходимый уровень защиты. Однако ученый из американского Национального института стандартов и технологий И-Кай Лиу (Yi-Kai Liu) продемонстрировал, что принцип квантовой механики позволит реализовать память, данные из которой можно будет считать только один-единственный раз.

Читать далее

Дефект в структуре алмаза открыл ученым дорогу к созданию квантовых датчиков

Квантовые датчики с поддержкой работы с биоматериалами могут совсем скоро стать реальностью. И все благодаря недавним исследованиям научных сотрудников Кембриджского университета, которые считают, что их инновационное решение сможет открыть дорогу для создания самых разных наноструктур.

Читать далее

Смерть — иллюзия, рожденная сознанием человека

Пространство и время – это "простые инструменты нашего ума"

Профессор Роберт Ланца из медицинской школы Университета Северной Каролины уверен, что с помощью квантовой физики и теории биоцентризма можно доказать, что смерть – это иллюзия, которая создана нашим сознанием.

Читать далее