Квантовый двигатель может выполнять работу абсолютно без потерь энергии, избегая при этом сил трения и теплообмена с окружающей средой, — такой движок обладает максимальной эффективностью. У современных двигателей нет подобных свойств, ведь существующие законы физики ограничивают их применение, при этом часть энергии теряется.

И конечно же, в России есть разработки квантового двигателя. Так, в МФТИ создаётся «вечный движок» второй степени. Учёные разрабатывают машину, в которой КПД будет составлять 100%, превышая эффективность цикла Карно. Для этого они используют кубиты, то есть элементарные вычислительные модули, а также ячейки памяти квантовых компьютеров (они соединяются между собой на квантовом уровне). Кубиты способны поглощать тепловую энергию, после чего перемещают излишнюю энтропию в окружающую среду. В результате двигатель находится в состоянии, в котором он может работать бесконечно.

Физики поймали обратно первый экспериментальный подтверждённый эффект квантового бумеранга. По графику видно, что средний импульс атомов в изначально покоящемся бозе-эйнштейновском конденсате возвращается к нулю после серии периодических воздействий оптическими решётками. Как и предсказывала теория, эффект сохраняется только тогда, когда в системе есть симметрии относительно отражения и инверсии времени.

Пришло время для дайджеста новостей!

Осцилляции Раби увидели в растягивающейся молекуле
Китайские физики исследовали осцилляции Раби, возникающие под действием интенсивного лазерного света, при диссоциации молекулярного иона водорода. Они обнаружили, что изменение населённости молекулярных орбиталей существенно усложняет процесс растяжения связи между протонами.

Бассейн с маслом помог получить гидродинамический аналог сверхизлучения
Американские физики продемонстрировали гидродинамический аналог сверхизлучения — хорошо известного эффекта из квантовой оптики. В роли атомов в эксперименте выступили два углубления на дне бассейна, заполненного маслом.

В России создали систему видеосвязи с постквантовым шифрованием
Сервис Dion от группы «Т1» стал первой отечественной ВКС-системой, способной на программном уровне противостоять кибератакам с помощью квантовых компьютеров.

Разработан новый алгоритм мониторинга характеристик базовых элементов квантового процессора

Метод позволяет получать достаточно точные оценки их поведения на основе анализа информации, полученной после запуска пользовательских цепочек.

В разработке метода участвовали наши учёные из РКЦ: Я.Ф. Золотарев, И.А. Лучников, А.К Фёдоров и Е.О. Киктенко.

Подробнее об исследовании можно найти здесь или напрямую прочитать статью.

Топ-кварк — босс всех кварков? 

В какой-то степени да: это самая тяжёлая из известных элементарных частиц. Её масса относится к важнейшим свободным параметрам Стандартной модели (модель описывает электромагнитное, слабое и сильное взаимодействие всех элементарных частиц).

Топ-кварки рождаются в протон-протонных столкновениях на БАКе преимущественно в виде кварк-антикварковых пар и чаще всего распадаются на нижний кварк и W-бозон. Рождение такой пары можно зафиксировать по продуктам распада W-бозонов. Так как эти бозоны могут порождать либо адроны, либо лептоны, физики выделяют три канала наблюдения топ-кварковых пар: чисто лептонный, чисто адронный (струйный) и лептон-струйный.

Конфетам M&M’s удалось улететь в космос и поучаствовать в эксперименте!

Астронавты поместили 96 конфет в сферический контейнер и взбалтывали его вручную до достижения видимой равномерности, после наблюдали за динамическим процессом остывания газа, в качестве гранул которого выступали драже M&M’s. Этот эксперимент послужил опытной проверкой в изучении потерь кинетической энергии гранул при остывании газа.

Пришло время для дайджеста новостей!

Высокоэнергетическое рассеяние векторных бозонов не отклонилось от Стандартной модели
Физики из коллаборации ATLAS сообщили об исследовании процессов с участием пар массивных векторных бозонов на основе данных о протон-протонных столкновениях с энергией в системе центра масс, равной 13 тераэлектронвольт.

Физики научились переносить ионы между чипами с рекордной скоростью
Это необходимо для будущего масштабирования ионных квантовых процессоров. Учёные добились частоты переноса, равной 2 424 герцам, с вероятностью потерять ион не более 7 × 10^−8.

Байкальский нейтринный телескоп увидел свои первые космические нейтрино
Сигнал отличился от нулевой гипотезы статистической значимостью в три стандартных отклонения, а параметры диффузного нейтринного потока сопоставимы с параметрами, измеренными обсерваторией IceCube.

Мы часто делимся цитатами знаменитых ученых, но ведь о квантовой физике нередко высказывались и легендарные представители других сфер деятельности. Например, художник Сальвадор Дали.

Такие холодильники по-другому называют термоэлектрическими охладителями.

Это устройства, работающие на основе эффекта Пельтье — явления переноса тепловой энергии между разнородными проводниками при пропускании через них электрического тока.

Охлаждающий элемент состоит из полупроводниковых пластинок общей толщиной всего 100 нанометров. Это на несколько порядков меньше размеров предыдущих рекордно малых охлаждающих устройств. Исследования показали, что подобный термоэлектрический холодильник при подаче на него электрического тока может охлаждаться на 21 кельвин относительно комнатной температуры.

Промышленное использование таких термоэлектрических холодильников способно привести к революции в электроэнергетике и технологиях производства охлаждающих элементов.

Лауреат Нобелевской премии по физике 1938 года Энрико Ферми больше всего известен благодаря созданию первого в мире ядерного реактора. Так, в 1942 году он построил в Чикаго первый атомный котёл, с созданием которого связана интересная история, а именно со списком оборудования, необходимого для данной конструкции. Оказалось, что некоторые позиции в своей записной книжке физик обозначал именами героев из истории про Винни Пуха: Пятачок, Слонопотам и Крошка Ру. Так, в некоторых записях получалось: «Блок питания Крошки Ру», «Усилитель Крошки Ру» и т. д.

Интересно, что сам Винни Пух остался не при делах. Или можно предположить, что он был упомянут Ферми уже в другой записной книжке.

Пришло время для дайджеста новостей!

Физики из Google доказали выгоду от масштабирования поверхностного кода для квантовой коррекции ошибок
При увеличении размера кубита почти в три раза уменьшилась вероятность ошибки всего на три с небольшим процента.

Конденсат в оптических решётках сымитировал твистронный материал
С помощью бозе-конденсата атомов рубидия физики сымитировали скрученный двухслойный материал, помещённый в две оптические решётки, повёрнутые относительно друг друга на небольшой угол.

Учёные из России разработали мощный излучатель для ТГц-спектрометра
Российские учёные разработали терагерцовый излучатель, используемый в системах спектроскопии. У предложенной разработки КПД выше, чем у имеющихся на рынке западных аналогов. 

Что же имел в виду великий ученый?🤪

Великий учёный Вольфганг Паули был учеником Арнольда Зоммерфельда, чьи семинары он посещал во время учёбы в Мюнхенском университете.

Зоммерфельд был поражён острым умом юного студента (тому было всего 18 лет!) и поэтому прощал молодому учёному многое… ведь Паули знал толк в веселье! В свободное от учёбы время он отдыхал в театрах и вообще любил ночную жизнь, поэтому для него было невозможным приходить на занятия к 9 утра. Студент договорился с Зоммерфельдом, что тот не будет стирать всё написанное на доске, а Паули станет приходить к 12 и восстанавливать лекцию по записям. Наставник не смог отказать.

Кстати, на картинке цитата ещё одного знаменитого учёного, чьим ассистентом впоследствии стал Паули. Это Макс Борн!

Напоминаем, что Квантач существует как раз для того, чтобы в вашей жизни не было таких ситуаций!

Пришло время для дайджеста новостей!

Память для узла квантовой сети на основе ионов проработала десять секунд
Британские физики продемонстрировали десятисекундное хранение ион-фотонной запутанности в кубите памяти, перенесённой на него с узлового кубита.

Открыт эффект аномальной вторичной электронной фотоэмиссии — это бросает вызов общепринятой фотоэлектрической теории Эйнштейна
Искусственный заменитель бриллиантов — титанат стронция — показал неожиданный эффект при облучении его светом. Этот материал в ответ на луч света определённой интенсивности возбудил сильный и когерентный вторичный пучок электронов. Эффект не укладывается в современную теорию и ждёт объяснения.

Впервые в России запущен алгоритм квантового обучения
Во время тестирования учёные задали нейросети три типа задач: чётности, обнаружения признаков рака молочной железы и типологии различных вин. Все эти задачи были решены квантовой нейросетью с точностью до 94%.

Квантовые батареи относятся к системам с повышенной скоростью излучения и также имеют повышенную скорость поглощения. Законы физики допускают эффект сверхпоглощения, который будет обладать теми же характеристиками, что и сверхизлучение. Это значит, что чем больше частиц-поглотителей, тем быстрее система забирает от поля энергию. 

Такой процесс нельзя сравнивать с зарядкой обычных батарей, при которой время зарядки растёт с их ёмкостью. Квантовые же батареи могут быть полезны для быстрой зарядки электрического транспорта или в системах с взрывным характером подачи энергии.

Что только не делали с ридберговскими атомами… даже стримили игру!

Американские физики использовали газ атомов в качестве приёмной антенны для аналогового видеосигнала, передаваемого с помощью радиоволн. Они возбуждали атомы в высоколежащие ридберговские состояния, а затем облучали их несколькими лазерами.

При помощи собранного приёмника учёные несколько часов стримили на монитор игру, запущенную на игровой консоли!

Пришло время для дайджеста новостей!

Притяжение находящегося в суперпозиции тела оказалось чувствительно к квантовым эффектам
Физики решали задачу о рассеянии двух частиц в рамках теории Ньютона — Шрёдингера и в рамках эффективной квантовой теории поля с обменом одним гравитоном. Результаты показали, что подходы предсказывают разные сечения рассеяний, что в будущем можно будет проверить в экспериментах с большими бозе-конденсатами.

Физики порасширяли фотонный газ с отрицательной абсолютной температурой
Они добились режима отрицательной абсолютной температуры при работе с фотонным газом, населяющим двумерную синтетическую решётку. Решётка представляет набор мод, различающихся временами прохождения импульсов по волоконным петлям разной длины.

Астрокосмический центр ФИАН создал первый российский криогенный детектор миллиметрового диапазона
Сверхпроводимость делает параметры нового детектора уникальными. Она позволяет достичь квантовой чувствительности детектора и малых потерь сигналов в соединительных линиях.