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.

Насколько сложно покорить квантовую природу вещества?

14 Июня 2018 в 18:00, Илья Хель 9 477 просмотров 10

Мэтт Трушейм включает рубильник в темной лаборатории, и мощный зеленый лазер подсвечивает крошечный алмаз, удерживаемый на месте под объективом микроскопа. На экране компьютера появляется изображение, диффузное газовое облако, усеянное яркими зелеными точками. Эти светящиеся точки — крошечные дефекты внутри алмаза, в которых два атома углерода заменены одним атомом олова. Свет лазера, проходя через них, переходит из одного оттенка зеленого в другой.

Читать далее


Насколько мы близки к созданию квантового компьютера?

4 Июня 2018 в 11:00, Илья Хель 17 180 просмотров 20

Гонка в самом разгаре. Ведущие компании мира пытаются создать первый квантовый компьютер, в основе которого лежит технология, давно обещающая ученым помочь в разработке дивных новых материалов, идеальном шифровании данных и точном прогнозировании изменений климата Земли. Такая машина наверняка появится не раньше чем через десять лет, но это не останавливает IBM, Microsoft, Google, Intel и других. Они буквально поштучно выкладывают квантовые биты – или кубиты – на процессорном чипе. Но путь к квантовым вычислениям включает много больше, чем манипуляции с субатомными частицами.

Читать далее

Ученые создали конденсатор потока. Но для путешествий во времени его использовать не получится

31 Мая 2018 в 13:30, Владимир Кузнецов 15 690 просмотров 18

Одна из самых знаменитых кинокартин о путешествиях во времени «Назад в будущее» не в последнюю очередь запомнилась благодаря чертовски стильному автомобилю марки DeLorean. Основной деталью, благодаря которой было возможно совершать временные скачки, был конденсатор потока (Flux Capacitor). И он так и оставался бы лишь фантазией сценаристов Боба Гейла и Роберта Земекиса, если бы группа ученых из Австрии и Швейцарии не создала самый настоящий конденсатор потока, применение которого для перемещений во времени пока под вопросом, но зато он полезен для кое-чего другого.

Читать далее

На МКС создадут самое холодное место во Вселенной

22 Мая 2018 в 10:30, Николай Хижняк 6 863 просмотра 8

С помощью ракеты-носителя «Антарес» компании Orbital ATK аэрокосмическое агентство NASA отправило к Международной космической станции оборудование для проведения эксперимента по экстремальному охлаждению материи. Проект Cold Atom Laboratory («Лаборатория холодного атома», CAL) предназначен для достижения температуры, которая в 10 миллиардов раз ниже температуры вакуума. Это необходимо для получения конденсата Бозе — Эйнштейна — группы из большого числа атомов, которые проявляют квантовые свойства на макроскопическом уровне.

Читать далее

Ученые обещают прототип квантовой батареи через три года

1 Апреля 2018 в 9:00, Николай Хижняк 15 934 просмотра 7

Итальянские физики предложили новую концепцию квантовой батареи на запутанных кубитах, которую можно реализовать на базе существующих технологий. Они надеются создать экспериментальный образец с пятью кубитами в течение трех лет. Статья с результатами опубликована в журнале Physical Review Letters.

Читать далее

Как это работает? | Квантовый компьютер

30 Ноября 2017 в 17:35, Hi-News.ru 20 880 просмотров 27

Квантовый компьютер — это вычислительное устройство, которое использует явления квантовой механики для передачи и обработки данных. Идея квантовых вычислений была независимо предложена Юрием Маниным и Ричардом Фейнманом в начале 80-х годов прошлого века. С тех пор была проделана колоссальная работа по созданию квантового компьютера. Однако полноценный универсальный квантовый компьютер все еще является гипотетическим устройством, возможность разработки которого связана с серьёзным развитием квантовой теории. К настоящему моменту были созданы единичные экспериментальные системы с алгоритмом небольшой сложности. Как же работает квантовый компьютер — об этом в сегодняшнем выпуске!

Читать далее

Гравитацию могут создавать странные вспышки в квантовом мире

24 Сентября 2017 в 9:00, Илья Хель 14 213 просмотра 45

Как примирить два столпа современной физики: квантовую теорию и гравитацию? Один или оба должны уступить и сдаться. Новый подход говорит, что гравитация может вытекать из случайных флуктуаций на квантовом уровне, что делает квантовую механику фундаментальнее из этих двух теорий. Два наших основных объяснения реальности утверждают, что квантовая теория управляет взаимодействиями наименьших частиц материи. Общая теория относительности же касается гравитации и крупнейших структур во Вселенной. С тех пор, как Эйнштейн создал свою знаменитую теорию, физики пытались преодолеть разрыв между ними, но безуспешно.

Читать далее

Квантовая запутанность может быть неотъемлемым свойством реальности

7 Сентября 2017 в 15:00, Илья Хель 16 837 просмотров 17

Действительно ли явление под названием квантовая запутанность необходимо для описания физического мира или же возможна некая пост-квантовая теория без запутанности? В новом исследовании, о котором пишет phys.org, физики математически доказали, что любая теория с классическим пределом – когда она может описывать наши наблюдения классического мира, обращаясь к классической теории при определенных условиях – должна включать запутанность. Поэтому, несмотря на то, что запутанность расходится с классическим пониманием, она должна быть неизбежным и важнейшим свойством не только квантовой теории, но и любой неклассической теории, даже еще не разработанной.

Читать далее

Можно ли отправить послание, ничего не отправляя?

9 Июля 2017 в 21:00, Илья Хель 16 492 просмотра 18

Мы связываемся между собой при помощи частиц. Звонки и сообщения едут верхом на волнах света, веб-сайты и фотографии загружаются на электронах. Все коммуникации по своей сути физические. Информация записывается и передается реальным объектам, даже если мы их не видим. Физики также подключаются к миру, когда общаются с ним. Они отправляют вспышки света в направлении частиц или атомов и ждут, когда свет вернется обратно. Свет взаимодействует с частицами материи, и изменение поведения света проливает свет (извините за каламбур) на свойства частиц — хотя эти взаимодействия зачастую меняют и частицы. Процесс этого общения называется измерением.

Читать далее

Шесть примеров, когда квантовые компьютеры нам очень помогут

4 Июля 2017 в 12:00, Илья Хель 19 850 просмотров 19

Компьютеры не существуют в вакууме. Они решают проблемы, и проблемы, которые они решают, определяются исключительно аппаратным обеспечением. Графические процессоры обрабатывают изображения; процессоры искусственного интеллекта обеспечивают работу алгоритмов ИИ; квантовые компьютеры предназначены для… чего?

Читать далее

10 невероятных последствий развития квантовых технологий

6 Апреля 2017 в 13:30, Илья Хель 30 695 просмотров 20

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

17 Февраля 2017 в 20:30, Владимир Кузнецов 9 216 просмотров 9

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

26 Января 2017 в 15:30, Сергей Грэй 27 429 просмотров 25

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

22 Января 2017 в 12:00, Николай Хижняк 38 401 просмотр 143

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

17 Января 2017 в 21:30, Николай Хижняк 10 352 просмотра 24

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

27 Сентября 2016 в 18:30, Николай Хижняк 46 583 просмотра 98

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

20 Сентября 2016 в 20:30, Владимир Кузнецов 25 472 просмотра 22

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

4 Августа 2016 в 15:30, Сергей Грэй 13 551 просмотр 21

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

26 Апреля 2016 в 10:30, Илья Хель 31 155 просмотров 35

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?

25 Апреля 2016 в 12:00, Илья Хель 11 298 просмотров 11

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

31 Октября 2015 в 17:00, Илья Хель 39 887 просмотров 19

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

19 Октября 2015 в 21:30, Илья Хель 10 999 просмотров 13

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

23 Сентября 2015 в 14:20, Сергей Грэй 26 461 просмотр 48

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?

23 Августа 2015 в 14:00, Илья Хель 48 937 просмотров 18

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

6 Августа 2015 в 19:30, Илья Хель 11 403 просмотра 25

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

15 Июля 2015 в 16:30, Илья Хель 107 322 просмотра 59

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

14 Мая 2015 в 10:30, Илья Хель 15 646 просмотров 36

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?

23 Апреля 2015 в 10:30, Илья Хель 19 786 просмотров 44

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

12 Февраля 2015 в 15:30, Илья Хель 20 229 просмотров 16

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

3 Января 2015 в 12:00, Илья Хель 11 892 просмотра 24

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