Пришло время для дайджеста новостей!
Физики обнаружили квантовую запутанность
На БАК ученые проанализировали массив данных, полученный в результате множества протон-протонных столкновений с энергией 13 тераэлектронвольт, и обнаружили согласованность с теорией — спины двух кварков оказались сильно запутаны.
«Вояджер-1» смог перезапустить двигатели ориентации
Чтобы удерживать направление антенны аппарата в сторону Земли, инженеры «Вояджер-1» дистанционно переключили космический аппарат с двигателей коррекции траекторией на двигатели управления ориентацией.
В НИУ ВШЭ разработали новую модель для создания суперконденсаторов
Модель учитывает широкий спектр взаимодействий ионов с электродами и позволяет предсказывать способность устройства накапливать электрический заряд. Теоретические предсказания модели совпали с результатами экспериментов.
Физики обнаружили квантовую запутанность
На БАК ученые проанализировали массив данных, полученный в результате множества протон-протонных столкновений с энергией 13 тераэлектронвольт, и обнаружили согласованность с теорией — спины двух кварков оказались сильно запутаны.
«Вояджер-1» смог перезапустить двигатели ориентации
Чтобы удерживать направление антенны аппарата в сторону Земли, инженеры «Вояджер-1» дистанционно переключили космический аппарат с двигателей коррекции траекторией на двигатели управления ориентацией.
В НИУ ВШЭ разработали новую модель для создания суперконденсаторов
Модель учитывает широкий спектр взаимодействий ионов с электродами и позволяет предсказывать способность устройства накапливать электрический заряд. Теоретические предсказания модели совпали с результатами экспериментов.
В Израиле придумали новый способ борьбы с шумами в кубитах
В Еврейском университете Иерусалима протестировали способ уменьшения шума в кубитах, при котором используется перекрестная корреляция двух шумовых источников. Деструктивная интерференция двух сигналов позволяет уменьшить нежелательные компоненты квантового шума в десять и более раз, увеличивая время когерентности кубита.
Авторы проверили новую идею с использованием спиновых кубитов на базе NV-центров в алмазе и полагают, что новый подход поможет многократно увеличить чувствительность современных квантовых сенсоров.
В Еврейском университете Иерусалима протестировали способ уменьшения шума в кубитах, при котором используется перекрестная корреляция двух шумовых источников. Деструктивная интерференция двух сигналов позволяет уменьшить нежелательные компоненты квантового шума в десять и более раз, увеличивая время когерентности кубита.
Авторы проверили новую идею с использованием спиновых кубитов на базе NV-центров в алмазе и полагают, что новый подход поможет многократно увеличить чувствительность современных квантовых сенсоров.
Физики почти на шесть порядков уточнили значение частоты перехода в ядерных часах на основе тория-229
Атомные часы обладают высокой стабильностью, при которой ошибка в одну секунду накапливается только за 2,5 триллиона лет. Но эти часы чувствительны к внешним раздражителям, поэтому вынести их за пределы лаборатории невозможно. Подобной проблемы лишены ядерные часы, но они требуют стабилизации и уточнения частоты.
Физики создали экспериментальную установку, в которой инфракрасная частотная гребенка стабилизировалась атомными часами на основе стронция-87, а затем с помощью генератора высших гармоник преобразовывалась в вакуумный ультрафиолет с длиной волны 148,3 нанометра и возбуждала энергетический переход в ядре тория-229. При этом торий-229 находился в охлажденном кристалле, который был помещен в пределе фокуса параболического зеркала.
Зеркало собирало переизлученные торием фотоны и направляло на фотоэлектронный умножитель для спектрального анализа. Полученный спектр позволил выяснить точное значение частоты перехода между основным и возбужденным состояниями в ядре тория, что на шесть порядков точнее предыдущих результатов.
Атомные часы обладают высокой стабильностью, при которой ошибка в одну секунду накапливается только за 2,5 триллиона лет. Но эти часы чувствительны к внешним раздражителям, поэтому вынести их за пределы лаборатории невозможно. Подобной проблемы лишены ядерные часы, но они требуют стабилизации и уточнения частоты.
Физики создали экспериментальную установку, в которой инфракрасная частотная гребенка стабилизировалась атомными часами на основе стронция-87, а затем с помощью генератора высших гармоник преобразовывалась в вакуумный ультрафиолет с длиной волны 148,3 нанометра и возбуждала энергетический переход в ядре тория-229. При этом торий-229 находился в охлажденном кристалле, который был помещен в пределе фокуса параболического зеркала.
Зеркало собирало переизлученные торием фотоны и направляло на фотоэлектронный умножитель для спектрального анализа. Полученный спектр позволил выяснить точное значение частоты перехода между основным и возбужденным состояниями в ядре тория, что на шесть порядков точнее предыдущих результатов.
⚡️Ученые Российского квантового центра и Физического института имени П. Н. Лебедева РАН создали 50-кубитный ионный квантовый компьютер
Работа проведена в рамках реализации дорожной карты развития высокотехнологичной области «Квантовые вычисления», координатором которой является Росатом. Экспертную поддержку реализации дорожной карты оказывает Российская академия наук.
По словам генерального директора госкорпорации «Росатом» Алексея Лихачева, создание 50-кубитного ионного квантового компьютера означает, что Россия вошла в число мировых лидеров сферы квантовых технологий. На 2024 год только шесть стран, включая Россию, обладают квантовыми компьютерами на 50 кубитов и более.
⚛️ Ионную ловушку, являющуюся ключевым элементом квантового ионного процессора, продемонстрировал в понедельник директор ФИАН Николай Колачевский главе правительства РФ Михаилу Мишустину на полях форума «Микроэлектроника-2024». Созданный квантовый компьютер базируется на уникальной кудитной технологии, которую российские ученые начали использовать третьими в мире, после Австрии и США. На данный момент универсальный квантовый вычислитель на ионной платформе с 50 кубитами является самым мощным квантовым компьютером в России. Доступ к нему осуществляется через облачную платформу, с помощью которой могут быть запущены базовые квантовые алгоритмы.
Это достижение открывает путь к решению задач, которые раньше были недоступны обычным компьютерам, и укрепляет позиции России на переднем крае квантовых вычислений.
Работа проведена в рамках реализации дорожной карты развития высокотехнологичной области «Квантовые вычисления», координатором которой является Росатом. Экспертную поддержку реализации дорожной карты оказывает Российская академия наук.
По словам генерального директора госкорпорации «Росатом» Алексея Лихачева, создание 50-кубитного ионного квантового компьютера означает, что Россия вошла в число мировых лидеров сферы квантовых технологий. На 2024 год только шесть стран, включая Россию, обладают квантовыми компьютерами на 50 кубитов и более.
⚛️ Ионную ловушку, являющуюся ключевым элементом квантового ионного процессора, продемонстрировал в понедельник директор ФИАН Николай Колачевский главе правительства РФ Михаилу Мишустину на полях форума «Микроэлектроника-2024». Созданный квантовый компьютер базируется на уникальной кудитной технологии, которую российские ученые начали использовать третьими в мире, после Австрии и США. На данный момент универсальный квантовый вычислитель на ионной платформе с 50 кубитами является самым мощным квантовым компьютером в России. Доступ к нему осуществляется через облачную платформу, с помощью которой могут быть запущены базовые квантовые алгоритмы.
Это достижение открывает путь к решению задач, которые раньше были недоступны обычным компьютерам, и укрепляет позиции России на переднем крае квантовых вычислений.
Физики из Швеции, США и Японии предложили использовать акустические квантовые резонаторы для поиска гравитонов
Многие ученые полагают, что квантование гравитации напрямую связано с существованием гравитонов — частиц дискретной энергии, которые формируют гравитационные волны. Долгое время физики считали, что обнаружить эти частицы невозможно, и только недавно ученые придумали, как доказать существование гравитонов. Они предложили измерять флуктуации в детекторах гравитационных волн. Однако чувствительности этих детекторов пока недостаточно для экспериментального обнаружения гравитонов.
Группа исследователей из Швеции, США и Японии предложила новый способ обнаружения гравитонов и доказала его работоспособность. Для этого ученые предложили использовать акустический квантовый резонатор, охлажденный до основного состояния, и следить за изменением этого состояния.
Поглощение гравитона в такой системе будет вызывать квантовый переход из основного в первое возбужденное состояние. По словам ученых, непрерывно измеряя первое возбужденное состояние и сопоставляя наблюдения с откликом детектора гравитационных волн, можно надежно зарегистрировать одиночный гравитон.
Многие ученые полагают, что квантование гравитации напрямую связано с существованием гравитонов — частиц дискретной энергии, которые формируют гравитационные волны. Долгое время физики считали, что обнаружить эти частицы невозможно, и только недавно ученые придумали, как доказать существование гравитонов. Они предложили измерять флуктуации в детекторах гравитационных волн. Однако чувствительности этих детекторов пока недостаточно для экспериментального обнаружения гравитонов.
Группа исследователей из Швеции, США и Японии предложила новый способ обнаружения гравитонов и доказала его работоспособность. Для этого ученые предложили использовать акустический квантовый резонатор, охлажденный до основного состояния, и следить за изменением этого состояния.
Поглощение гравитона в такой системе будет вызывать квантовый переход из основного в первое возбужденное состояние. По словам ученых, непрерывно измеряя первое возбужденное состояние и сопоставляя наблюдения с откликом детектора гравитационных волн, можно надежно зарегистрировать одиночный гравитон.
В МИФИ впервые описали эксперимент по наблюдению поляризации вакуума
Физический вакуум, в отличие от математического, не представляет собой абсолютную пустоту. В нем могут существовать виртуальные частицы, в том числе могут даже рождаться заряженные частицы в паре со своими античастицами, которые живут отдельно очень недолго, чтобы не нарушать закон сохранения энергии. Но если на вакуум воздействует внешнее поле, то за счет его энергии возможно рождение реальных частиц.
Если под влиянием электромагнитного поля образуются электронно-позитронные пары, то говорят о поляризации вакуума. Физики предполагают, что для ее экспериментального подтверждения можно свести три коротких фокусированных сверхмощных лазерных импульса в вакууме и зарегистрировать родившиеся в результате фотоны — они и будут сигнализировать о поляризации вакуума этими импульсами.
Необходимая для проведения такого эксперимента мощность уже доступна, но для повышения точности лучше использовать установки нового поколения, которые сегодня строятся в России (XCELS) и в Китае (Station of Extreme Light).
Параметры для эксперимента раньше считались численно, что не позволяло их существенно оптимизировать. Физикам из МИФИ удалось вывести общие приближенные формулы для углового распределения, спектра и числа сигнальных фотонов в трехлучевой схеме, в зависимости от параметров и геометрии сведения импульсов. В результате исследования они смогли сформулировать рекомендации по проведению реального эксперимента, которые помогут для планирования эксперимента на российской установке XCELS.
Физический вакуум, в отличие от математического, не представляет собой абсолютную пустоту. В нем могут существовать виртуальные частицы, в том числе могут даже рождаться заряженные частицы в паре со своими античастицами, которые живут отдельно очень недолго, чтобы не нарушать закон сохранения энергии. Но если на вакуум воздействует внешнее поле, то за счет его энергии возможно рождение реальных частиц.
Если под влиянием электромагнитного поля образуются электронно-позитронные пары, то говорят о поляризации вакуума. Физики предполагают, что для ее экспериментального подтверждения можно свести три коротких фокусированных сверхмощных лазерных импульса в вакууме и зарегистрировать родившиеся в результате фотоны — они и будут сигнализировать о поляризации вакуума этими импульсами.
Необходимая для проведения такого эксперимента мощность уже доступна, но для повышения точности лучше использовать установки нового поколения, которые сегодня строятся в России (XCELS) и в Китае (Station of Extreme Light).
Параметры для эксперимента раньше считались численно, что не позволяло их существенно оптимизировать. Физикам из МИФИ удалось вывести общие приближенные формулы для углового распределения, спектра и числа сигнальных фотонов в трехлучевой схеме, в зависимости от параметров и геометрии сведения импульсов. В результате исследования они смогли сформулировать рекомендации по проведению реального эксперимента, которые помогут для планирования эксперимента на российской установке XCELS.
Квантово-классический суперкомпьютер заработал в Австрии
Университет Инсбрука и его спин-офф AQT интегрировали ионный квантовый вычислитель IBEX Q1 c университетским суперкомпьютером LEO5 мощностью 300 терафлопс, создав таким образом высокопроизводительный квантово-классический суперкомпьютер.
IBEX Q1 имеет стандартные размеры 19-дюймовой серверной стойки и потребляет менее 2 кВт энергии. Его квантовый объем составляет 128, что пока является лучшим показателем в Европе. Гибридный суперкомпьютер будет в дальнейшем использоваться для решения задач по оптимизации, химии и материаловедению.
Университет Инсбрука и его спин-офф AQT интегрировали ионный квантовый вычислитель IBEX Q1 c университетским суперкомпьютером LEO5 мощностью 300 терафлопс, создав таким образом высокопроизводительный квантово-классический суперкомпьютер.
IBEX Q1 имеет стандартные размеры 19-дюймовой серверной стойки и потребляет менее 2 кВт энергии. Его квантовый объем составляет 128, что пока является лучшим показателем в Европе. Гибридный суперкомпьютер будет в дальнейшем использоваться для решения задач по оптимизации, химии и материаловедению.
Физики впервые создали одномерный газ из фотонов
Менять параметры и получать новые состояния физической системы можно разными способами. Один из них — ограничение ее размерности. Например, использование тонких пленок (переход от трехмерной структуры к двумерной) или квантовых точек (нульмерных) позволило обнаружить много новых эффектов, для которых нашлись свои применения.
Такие же переходы можно наблюдать для конденсатов Бозе — Эйнштейна. Группа физиков из Германии изучила переход от такого двумерного фотонного газа к одномерному. Они следили за поведением химического потенциала и внутренней энергией фотонного газа для разного числа фотонов и заметили, что этот фазовый переход происходит достаточно плавно.
В дальнейшем физики планируют изучать разные ловушки для захвата фотонов и исследовать пространственные корреляции.
Менять параметры и получать новые состояния физической системы можно разными способами. Один из них — ограничение ее размерности. Например, использование тонких пленок (переход от трехмерной структуры к двумерной) или квантовых точек (нульмерных) позволило обнаружить много новых эффектов, для которых нашлись свои применения.
Такие же переходы можно наблюдать для конденсатов Бозе — Эйнштейна. Группа физиков из Германии изучила переход от такого двумерного фотонного газа к одномерному. Они следили за поведением химического потенциала и внутренней энергией фотонного газа для разного числа фотонов и заметили, что этот фазовый переход происходит достаточно плавно.
В дальнейшем физики планируют изучать разные ловушки для захвата фотонов и исследовать пространственные корреляции.
10—11 сентября в Ярославле прошел Всероссийский форум профессиональной ориентации «ПроеКТОриЯ».
Эксперты «Росатом — Квантовые технологии» не только провели интерактивную лекцию, но и были в составе экспертной комиссии одного из направлений конкурсного отбора школьных проектов, посвященных современным методикам проектной деятельности и новым технологиям в области квантовой физики. Жюри внимательно изучило 13 проектов от 26 участников и выбрало три проекта-победителя. Расскажем о самых «квантовых» из них:
📌 Полет на Сатурн. Гуня Юлиана, Акарцева Алевтина (Брянская область)
Проект популяризирует профессии будущего с помощью интерактивной интеллектуальной игры с красочным игровым полем. Для разработки вопросов игры создатели сформировали команду заинтересованных учащихся профильных физико-математических классов, а в дальнейшем планируют сотрудничество с учеными и популяризаторами.
📌 Всем КВАНТ. Иванова Полина, Молдаванова Лика (Татарстан)
Команда проекта создала чат-бот с информацией по поступлению для будущих абитуриентов. Бот агрегирует и показывает пользователю профессии будущего в области квантовой физики. Участники уверены, что так поиск перспективной профессии новых отраслей станет продуктивнее и проще.
Поздравляем победителей и с нетерпением ждём новых амбициозных проектов от школьников!
Эксперты «Росатом — Квантовые технологии» не только провели интерактивную лекцию, но и были в составе экспертной комиссии одного из направлений конкурсного отбора школьных проектов, посвященных современным методикам проектной деятельности и новым технологиям в области квантовой физики. Жюри внимательно изучило 13 проектов от 26 участников и выбрало три проекта-победителя. Расскажем о самых «квантовых» из них:
Проект популяризирует профессии будущего с помощью интерактивной интеллектуальной игры с красочным игровым полем. Для разработки вопросов игры создатели сформировали команду заинтересованных учащихся профильных физико-математических классов, а в дальнейшем планируют сотрудничество с учеными и популяризаторами.
Команда проекта создала чат-бот с информацией по поступлению для будущих абитуриентов. Бот агрегирует и показывает пользователю профессии будущего в области квантовой физики. Участники уверены, что так поиск перспективной профессии новых отраслей станет продуктивнее и проще.
Поздравляем победителей и с нетерпением ждём новых амбициозных проектов от школьников!
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Физики смогли при помощи лазера сжать тонкую медную проволоку до экстремальных давлений — порядка 800 мегаатмосфер
Чтобы лучше понимать процессы, которые происходят внутри планет-гигантов или небольших звезд, физики ищут способы экспериментального изучения состояния вещества в экстремальных условиях. Обычно для этих целей используют наносекундные лазеры с килоджоульной энергией. Однако такие эксперименты ограничены низкой частотой повторений и требуют сложных многолучевых установок. Новой платформой для изучения вещества в экстремальных условиях может стать мощнейший рентгеновский лазер на свободных электронах (XFEL), который запустили в 2017 году, в комбинации с мощным оптическим лазером.
Физики из Центра им. Гельмгольца Дрезден-Россендорф использовали эту технологию в своей новой работе. Они смогли создать цилиндрическую ударную волну в тонкой проволоке при помощи однолучевого лазера, при этом давление внутри образца достигло порядка 800 мегаатмосфер.
С помощью фазоконтрастной визуализации с рентгеновским излучением от рентгеновского лазера на свободных электронах XFEL физики отслеживали ударную волну в реальном времени с беспрецедентной точностью. Это позволило ученым наблюдать, как волна распространяется и сжимает материал практически в девять раз.
Эта методика позволит исследовать условия, которые существуют, например, во внутренних слоях Юпитера или в оболочках белых карликов.
Чтобы лучше понимать процессы, которые происходят внутри планет-гигантов или небольших звезд, физики ищут способы экспериментального изучения состояния вещества в экстремальных условиях. Обычно для этих целей используют наносекундные лазеры с килоджоульной энергией. Однако такие эксперименты ограничены низкой частотой повторений и требуют сложных многолучевых установок. Новой платформой для изучения вещества в экстремальных условиях может стать мощнейший рентгеновский лазер на свободных электронах (XFEL), который запустили в 2017 году, в комбинации с мощным оптическим лазером.
Физики из Центра им. Гельмгольца Дрезден-Россендорф использовали эту технологию в своей новой работе. Они смогли создать цилиндрическую ударную волну в тонкой проволоке при помощи однолучевого лазера, при этом давление внутри образца достигло порядка 800 мегаатмосфер.
С помощью фазоконтрастной визуализации с рентгеновским излучением от рентгеновского лазера на свободных электронах XFEL физики отслеживали ударную волну в реальном времени с беспрецедентной точностью. Это позволило ученым наблюдать, как волна распространяется и сжимает материал практически в девять раз.
Эта методика позволит исследовать условия, которые существуют, например, во внутренних слоях Юпитера или в оболочках белых карликов.