Connect with us

Наука

Физики создали компонент для масштабируемого фотонного квантового компьютера

Физики создали компонент для масштабируемого фотонного квантового компьютера

Published

on

С его помощью, как считают ученые, можно достичь «квантового превосходства»

Физики создали компонент для масштабируемого фотонного квантового компьютера

© AP Photo/Ross D. Franklin, архив

ТАСС, 10 декабря. Физики создали источник одиночных фотонов, который может генерировать рекордно много абсолютно одинаковых частиц света. Его можно использовать для создания квантовых компьютеров, которые могут достичь "квантового превосходства". Статью с результатами их работы опубликовал научный журнал Science Advances.

"К сожалению, у нас нет €10 млн, чтобы создать полноценный квантовый компьютер и на практике достичь квантового превосходства, как это сделала компания Google. С другой стороны, мы создали новый тип однофотонных излучателей и показали, что их можно использовать для достижения этой цели", – прокомментировал один из авторов работы, доцент Копенгагенского университета (Дания) Равитедж Уппу.

Квантовыми компьютерами называют вычислительные устройства, мощность которых растет экспоненциально благодаря тому, что в их работе задействованы принципы квантовой механики. Они состоят из так называемых кубитов – ячеек памяти и примитивных вычислительных модулей. Бит, на котором основана работа обычных компьютеров, может хранить либо единицу, либо 0. В кубите одновременно могут храниться оба этих значения.

Год назад специалисты компании Google под руководством Джона Мартиниса объявили о достижении так называемого "квантового превосходства", то есть их прототип квантового компьютера – 53-кубитный Sycamore – решил алгоритмическую задачу, с которой обычные компьютеры справиться не могут.

Неделю назад об аналогичном достижении сообщили физики из Научно-технического университета в Шанхае. Они разработали прототип квантового компьютера "Цзючжан", основой которого служат 73 фотонных кубита. Он за 20 секунд решил задачу по генерации случайных чисел, с которой обычный компьютер смог бы справиться за несколько миллиардов лет.

Световой ключ к "квантовому превосходству"

В ходе новой работы Уппу и его коллеги разработали новый тип источников одиночных фотонов, которые используют в подобных вычислительных устройствах. Это может упростить и удешевить фотонные квантовые компьютеры, которые могут решить ту же задачу.

Сложности при разработке световых квантовых компьютеров связаны с тем, что для их работы нужны одиночные частицы света, которые не отличаются друг от друга по всем свойствам и которые можно использовать в любой произвольный момент времени. Как правило, для того, чтобы их получить, нужны очень сложные приборы. Из-за этого масштабировать квантовый компьютер, наращивая количество одновременно работающих кубитов, довольно сложно.

Датские физики решили эту проблему с помощью квантовых точек на базе соединения индия и мышьяка, а также полупроводниковых световодов и управляющей логики в виде нескольких электродов из золота. С помощью существующих технологий все эти компоненты источников одиночных фотонов можно уместить внутри компактных наночипов.

По словам исследователей, подобные источники частиц света максимально защищены от помех и сбоев благодаря особой конструкции световодов и новой методике нанесения квантовых точек на эти наночипы. Благодаря этой методике они могут вырабатывать сотни миллионов фотонов в секунду, преобразуя излучение лазера в одиночные частицы света.

Проверка показала, что сотни частиц света, которые следуют друг за другом в потоке вырабатываемых фотонов, по всем своим свойствам были абсолютно идентичны. Благодаря этому подобные излучатели можно использовать для создания световых квантовых компьютеров с большим количеством кубитов, что сейчас сделать достаточно сложно из-за появления небольших расхождений в характеристиках фотонов через 20-30 следующих друг за другом частиц.

"Наши излучатели уже сейчас можно применять для создания квантовых симуляторов, которые могут решать сложные биохимические проблемы. Мы планируем создать большой консорциум с участием других европейских партнеров, в том числе и представителей промышленности и бизнеса, который будет сфокусирован на использовании этой технологии для достижения "квантового превосходства", – подытожил один из разработчиков, профессор Копенгагенского университета (Дания) Петер Лодаль.

Наука

Археологи нашли следы одного из крупнейших в России кладов арабских монет

Археологи нашли следы одного из крупнейших в России кладов арабских монет

Published

on

В нем было более 200 серебряных дирхемов и их фрагментов

Археологи нашли следы одного из крупнейших в России кладов арабских монет

Серебряные куфические монеты (дирхамы) VIII-IX вв. из раскопок на месте находки клада © Пресс-служба Института археологии РАН

ТАСС, 5 марта. Российские ученые выяснили, где черные копатели нашли один из крупнейших кладов арабских серебряных монет VIII-IX веков на территории России. Об этом пишет пресс-служба Института археологии РАН.

"Мы нашли место, где черные копатели нашли клад – это подтверждается и находками монет, аналогичных тем, которые были изъяты у копателей, и следами земляных работ, которые мы смогли обнаружить, несмотря на то что прошло несколько лет. Фактически мы сработали как криминалисты", – рассказал научный сотрудник ИА РАН Игорь Стрикалов.

О находке стало известно в 2016 году: черных копателей со средневековым арабским серебром неизвестного происхождения задержала полиция Рязанской области. Оказалось, что 228 целых серебряных дирхемов и их фрагментов кладоискатели обнаружили с помощью металлоискателей неподалеку от реки Истья.

Находка привлекла внимание ученых, которые решили найти место клада в надежде, что там можно будет обнаружить и другие археологические артефакты. В 2018-2019 годах ученые обследовали участок у деревень Хрущево и Тырновское, где предположительно находился клад.

​Изучив обстановку на месте и архивные записи о раскопках в соседних регионах Рязанской области, ученые не нашли никаких свидетельств того, что их коллеги исследовали это место раньше. Предполагаемое местонахождение клада располагалось относительно недалеко от нескольких селищ, относящихся к железному веку, раннему средневековью и Новому времени.

Повторные раскопки подтвердили, что черные копатели действительно нашли клад в этом месте. Археологи нашли здесь множество фрагментов керамики, еще несколько арабских монет, а также следы раскопок кладоискателей. Ученые считают, что клад был спрятан в середине или второй половине 870-х годов, так как самые свежие монеты из него были отчеканены в 870 годах.

Точных обстоятельств, при которых захоронили клад, из-за черных копателей узнать практически невозможно. Тем не менее, ученые предполагают, что монеты спрятали не на территории поселения, а в глухом месте, предположительно рядом с дорогой или временной стоянкой купцов, которые двигались по торговому пути, проходившему через Истью.

"Находка клада – еще одни кирпичик в исследование Великого Волжского пути, который связывал Европу и Восток на рубеже I-II тысячелетий и проходил через Оку. Входящие в его состав монеты важны как ценный источник информации для изучения торгово-экономических отношений населения Восточной Европы с мусульманским Востоком при посредничестве Хазарского каганата, а также закономерностей и особенностей использования дирхамов в бассейне средней Оки", – подытожил Стрикалов.

Continue Reading

Наука

Тюлени помогли изучить состояние подводной части антарктического ледника

Тюлени помогли изучить состояние подводной части антарктического ледника

Published

on

Оказалось, что в их таянии большую роль играют потоки пресной воды, которые не смешиваются с соленой водой моря Амундсена

Тюлени помогли изучить состояние подводной части антарктического ледника

© REUTERS/Pascal Rossignol

ТАСС, 5 марта. С помощью камер и датчиков, прикрепленных к нескольким тюленям, океанологи изучили состояние подводной части антарктических ледников. Результаты исследования опубликовал научный журнал Communications: Earth and Environment.

"Талая вода в окрестностях ледников оказалась распределена крайне неравномерно. Она почти не перемешивается с морской водой. Вместо этого она сосредоточена в двух слоях, на глубине в 250 и 400 метров, которые соединены друг с другом вертикальными потоками пресной воды", – рассказала Иси Чжэн, климатолог из Университета Восточной Англии (Великобритания) и один из авторов исследования.

Таяние ледников Антарктиды обгоняет прогнозы климатологов. Это может быть связано с тем, что ледовые массивы южного континента подогреваются не только сверху, но и снизу.

На роль главного источника этого тепла претендуют два процесса – теплые течения, которые омывают подводную часть антарктических ледников, а также подледные вулканы и "озера" из магмы, следы существования которых ученые обнаружили благодаря спутникам NASA. Однако выяснить, какая из гипотез ближе к истине, довольно сложно.

Чтобы прояснить первую из них, авторы новой работы привлекли необычных "коллег". Ученые заметили, что рядом с подводной частью ледников – там, где талая вода всплывает к поверхности океана и приносит с собой много питательных веществ, – много времени проводят тюлени. Дело в том, что эти питательные вещества привлекают планктон и рыбу, которой питаются ластоногие.

Иси и ее коллеги изучали ледник Пайн-Айленд в море Амундсена, который в последние несколько десятилетий начал стремительно таять. Чтобы больше узнать о подводной части ледника, ученые поймали семь тюленей Уэдделла и семь южных морских слонов, которые обитали в окрестностях ледника, и прикрепили к ним камеры и датчики солености и температуры. Затем животных отпустили, а через несколько месяцев поймали вновь.

Проанализировав собранные тюленями данные, ученые обнаружили, что подводная часть ледника Пайн-Айлэнд действительно быстро тает, причем как летом, так и зимой. Однако для разных участков ледового массива скорость таяния была разной. Быстрее всего это происходило в тех частях ледника, которые были расположены на глубине в 250 и 400 метров.

Расчеты ученых показывают, что эти участки подогревают потоки талой пресной воды, которая движется через каналы и трещины в глубинных областях Пайн-Айленда. Эти потоки почти не смешиваются с соленой и холодной морской водой, но периодически "всплывают" к поверхности ледника. В результате появляются проталины и большое количество питательных веществ всплывает к поверхности океана.

Ученые надеются, что собранные ими и их ластоногими коллегами сведения помогут уточнить, какую роль подобные подводные потоки талой воды играют в сокращении площади ледников Антарктики, а также понять, как они будут меняться в будущем в результате дальнейшего роста летних и зимних температур в приполярных регионах Земли.

Continue Reading

Наука

На далекой экзопланете заподозрили тектоническую активность

На далекой экзопланете заподозрили тектоническую активность

Published

on

Загадочные вспышки, которые освещают ночную поверхность планеты, могут представлять собой изливающуюся магму, предполагают астрономы

На далекой экзопланете заподозрили тектоническую активность

LHS 3844b © NASA

ТАСС, 5 марта. На крупной землеподобной планете LHS 3844b в созвездии Тукана может существовать тектоническая активность – в частности, массовые извержения вулканов. К такому выводу пришли планетологи, статью которых опубликовал научный журнал The Astrophysical Journal Letters. Это первое свидетельство подобных процессов на экзопланете.

"Обнаружить следы тектонической активности обычно очень сложно, так как они скрываются под атмосферой планет. Нам повезло – у LHS 3844b нет атмосферы, поэтому мы можем сказать, что все резкие изменения в температуре поверхности ее "ночной" стороны возникают в результате извержений вулканов", – рассказал один из авторов статьи, планетолог из Бернского университета Тобиас Мейер.

За последние годы ученые обнаружили несколько экзопланет, которые очень похожи на Землю. Их отличают небольшие размеры и высокая плотность. Часть из них, – например, Проксима Центавра b или три планеты у звезды TRAPPIST-1, – находятся по космическим меркам очень недалеко от Солнечной системы.

Несмотря на это ученые не могут определить химический состав атмосферы и свойства поверхности этих объектов. Такие измерения планетологи смогли провести лишь для одной экзопланеты – суперземли 55 Cnc b в созвездии Рака. Ее атмосфера оказалась непригодной для поддержания жизни, так как состоит из водорода, гелия и ядовитой синильной кислоты.

В ходе нового исследования астрономы обратили внимание на землеподобную планету LHS 3844b, которая расположена в созвездии Тукана на расстоянии в 49 световых лет от Земли. Излучение красного карлика LHS 3844, вокруг которой вращается эта планета, прогревает одну из ее сторон до температуры в 770 °С, а противоположная сторона охлаждается до –250 °С и ниже.

Из-за большой разницы в температуре поверхности полушарий LHS 3844b многие планетологи считают, что у этой планеты вообще нет атмосферы. Мейер и его коллеги решили проверить, так ли это на самом деле. Они проанализировали результаты наблюдений и создали компьютерную модель этой планеты.

Она указала, что атмосферы у LHS 3844b действительно нет, а периодические вспышки на ее ночной стороне объясняются тем, что в ее недрах протекают тектонические процессы. В результате на поверхности планеты периодически извергаются вулканы. Эти вспышки представляют собой выбросы магмы во время подобных извержений.

Мейер объясняет, что существование тектонических процессов на темной и холодной половине LHS 3844b связано с тем, что плотность и вязкость материи в недрах планеты сильно зависят от того, до какой температуры она нагрета. Чем холоднее породы, тем медленнее они погружаются в недра и всплывают назад.

В результате возникает дисбаланс в круговороте пород на темном и горячем полушариях LHS 3844b. Поэтому расплавленная материя горячей половины периодически проникает в холодную, быстро двигается к поверхности и вызывает там мощные извержения вулканов.

Ученые надеются, что дальнейшие наблюдения за этой планетой помогут обнаружить первые прямые следы этих извержений, в том числе выбросы вулканических газов или температурные аномалии, которые часто возникают после крупных проявлений тектонической активности.

Continue Reading
Advertisement

Последние новости

Общество57 минут ago

ВС: суды не могут удовлетворять иски к рассказавшим о насилии женщинам только из‑за отсутствия приговора

Суды не могут удовлетворять иски о защите чести мужчин, обвиненных в сексуальном насилии, только на том основании, что их не...

Общество58 минут ago

Суд признал законным задержание ведущих «Эха Москвы» Плющева и Фельгенгауэр во время работы на акции протеста в Москве

Тверской районный суд Москвы отклонил иск ведущих «Эха Москвы» Александра Плющева и Татьяны Фельгенгауэр к столичному главку МВД из-за их...

Общество58 минут ago

Администратора телеграм‑канала «Протестный МГУ» арестовали еще на 10 суток

Троицкий районный суд Москвы арестовал на 10 суток администратора телеграм-канала «Протестный МГУ» Дмитрия Иванова по протоколу о неповиновении полицейским (статья...

Общество58 минут ago

В Пензе видео с камер наблюдения в здании полиции пропали после рассказа задержанного об избиении

В управлении уголовного розыска УМВД по Пензенской области после рассказа задержанного Виталия Вьюнова об избиении полицейскими пропали записи с камер...

Общество58 минут ago

Instagram, Facebook и Twitter будут судить за неудаление постов о митингах

Роскомнадзор составил административные протоколы на Facebook, Instagram, Twitter, TikTok, «ВКонтакте», «Одноклассники», Telegram и YouTube, сообщается на сайте службы. Как утверждают...

Общество2 часа ago

Шойгу назвал российскую вакцину от COVID-19 лучшей в мире

В российской армии коэффициент заболеваемости и смертности от коронавируса самый низкий по стране. В войсках также болеют этой опасной болезнью...

Общество2 часа ago

Шойгу назвал российскую вакцину от COVID-19 лучшей в мире

В российской армии коэффициент заболеваемости и смертности от коронавируса самый низкий по стране. В войсках также болеют этой опасной болезнью...

Умер бывший главный редактор газеты "Труд" Александр Потапов Умер бывший главный редактор газеты "Труд" Александр Потапов
Общество2 часа ago

Умер бывший главный редактор газеты «Труд» Александр Потапов

«Российская газета» с прискорбием сообщает о смерти Александра Серафимовича Потапова. Месяц назад ему исполнилось 85. Двадцать лет из них было...

Умер бывший главный редактор газеты "Труд" Александр Потапов Умер бывший главный редактор газеты "Труд" Александр Потапов
Общество2 часа ago

Умер бывший главный редактор газеты «Труд» Александр Потапов

«Российская газета» с прискорбием сообщает о смерти Александра Серафимовича Потапова. Месяц назад ему исполнилось 85. Двадцать лет из них было...

Общество2 часа ago

Эксперты обсудили оборот нелегальных сигарет в Московском регионе

3 марта в «РГ» состоялся круглый стол «Оборот нелегальных сигарет в Московском регионе и способы противодействия». Эксперты обсудили текущую ситуацию...

Популярное