18:09
Comentarii Adauga Comentariu

_ Modelarea zorilor erei cuantice

_ Modelarea zorii erei cuantice

Electronii care se rotesc la dreapta și la stânga în același timp. Particule care își schimbă stările împreună, chiar dacă sunt separate de distanțe enorme. Fenomene interesante ca acestea sunt complet obișnuite în lumea fizicii cuantice. Cercetătorii de la campusul TUM Garching le folosesc pentru a construi calculatoare cuantice, senzori de înaltă sensibilitate și internetul viitorului.

„Răcim cipul la doar câteva miimi de grad peste zero absolut— mai rece decât în ​​spațiul cosmic”, spune Rudolf Gross, profesor de fizică tehnică și director științific al Institutului Walther Meissner (WMI) din campusul de cercetare Garching. El stă în fața unui dispozitiv cu aspect delicat, cu discuri de culoare aurie conectate prin cabluri: sistemul de răcire pentru un cip special care utilizează legile bizare ale fizicii cuantice.

De aproximativ douăzeci de ani, cercetătorii de la WMI a lucrat la calculatoare cuantice, o tehnologie bazată pe o revoluție științifică care a avut loc acum 100 de ani, când fizica cuantică a introdus un nou mod de a privi fizica. Astăzi servește drept fundație pentru „o nouă eră a tehnologiei”, așa cum o numește prof. Gross.

Pentru a modela această eră emergentă, cercetătorii de la Garching investighează modalități de a utiliza regulile fizicii cuantice, după cum precum și riscurile asociate și beneficiile potențiale ale tehnologiei cuantice pentru societate.

„Ne întâlnim cu fizica cuantică în fiecare zi”, spune Gross. De exemplu, când vedem un element de arzător al aragazului strălucind în roșu. În 1900, Max Planck a găsit formula pentru radiația pe care o emit corpurile de diferite temperaturi. Aceasta a însemnat că a trebuit să presupună că lumina emisă este formată din mici pachete de energie, denumite cuante. Fizica cuantică a continuat să se dezvolte în anii care au urmat, schimbând fundamental înțelegerea noastră despre microcosmos. Noile tehnologii au exploatat proprietățile speciale ale atomilor și electronilor, de exemplu, laserul, tomograful cu rezonanță magnetică și cipul computerului.

Tehnologiile acestei prime revoluții cuantice controlează cantități mari de particule. Între timp, fizicienii pot, de asemenea, manipula atomii și fotonii individuali și pot produce obiecte care respectă legile fizicii cuantice. „Astăzi putem crea sisteme cuantice personalizate”, spune Gross. Principiile fizicii cuantice, pentru care nu există până acum aproape deloc realizări tehnologice, pot fi folosite în această așa-numită a doua revoluție cuantică.

Primul dintre aceste principii este suprapunerea: un obiect cuantic poate lua stări paralele. , care se exclud reciproc în cadrul clasic de referință. De exemplu, un electron se poate roti atât la dreapta, cât și la stânga în același timp. Stările suprapuse pot, de asemenea, interacționa reciproc, similar undelor care se intersectează, care fie se întăresc una pe cealaltă, fie se anulează una pe alta – acesta este al doilea principiu: interferența cuantică.

Al treilea fenomen este încurcarea. Două particule pot avea o stare cuantică comună, chiar dacă sunt situate la kilometri distanță una de alta. De exemplu, dacă măsurăm polarizarea unui foton dat, atunci rezultatul măsurării pentru partenerul încurcat este constatat instantaneu ca și cum spațiul dintre cei doi fotoni nu ar exista.

Oricât de exotice ar suna aceste concepte. , sunt la fel de importante pentru progresul tehnic. Calculatoarele clasice au un dezavantaj: procesează informațiile secvenţial, pas la un moment dat. „Nici măcar supercalculatoarele care cresc constant mai repede nu vor putea stăpâni toate sarcinile la îndemână”, spune Gross, deoarece complexitatea unor sarcini poate crește drastic.

De exemplu, numărul de rute posibile de călătorie între mai multe orașe crește cu fiecare oprire potențială. Există șase rute posibile între patru orașe, în timp ce pentru 15 orașe numărul este de peste 40 de miliarde. Astfel, sarcina de a găsi cea mai scurtă rută devine foarte rapid covârșitor de complexă, chiar de nerezolvat, folosind calculatoare clasice într-un interval de timp viabil.

Principiul suprapunerii face sarcina mult mai ușoară pentru computerul cuantic: folosește biți cuantici, sau qubiți, care pot procesa valorile biților 0 și 1 simultan în loc de secvențial. Un număr mare de qubiți, legați între ei prin interferență cuantică sau încurcare, pot procesa un număr incredibil de mare de combinații în paralel și pot astfel rezolva sarcini foarte complexe foarte rapid.

Înapoi la WMI: Aici găsim camere cu vid de argint în care atomii de metal sunt depuși cu precizie pe plachete de siliciu de dimensiuni manuale. Straturile de metal extrem de pur care se formează pe aceste plachete formează baza pentru circuite minuscule. Când suprarăcirea face ca circuitele să fie supraconductoare, electricitatea pe care o transportă oscilează la diferite frecvențe corespunzătoare diferitelor niveluri de energie. Cele mai joase două niveluri servesc drept valori de qubiți 0 și 1. Cipul dintr-unul dintre aceste sisteme de răcire conține șase qubiți, suficienți pentru scopuri de cercetare.

Cu toate acestea, computerele cuantice au nevoie de câteva sute de qubiți pentru a rezolva probleme practice. Probleme. În plus, fiecare dintre qubiți ar trebui să poată efectua cât mai mulți pași de calcul posibil pentru a realiza algoritmi care sunt relevanți pentru scopuri practice. Dar qubiții își pierd suprapunerea foarte repede, chiar și după cea mai mică perturbare, cum ar fi defecte materiale sau electrosmog – „o problemă enormă”, spune Gross.

Procedurile complexe de corecție trebuie apoi utilizate pentru a corecta aceste erori, dar aceste procese vor necesita mii de qubiți suplimentari. Experții se așteaptă că acest lucru va dura mulți ani. Cu toate acestea, aplicațiile inițiale ar putea fi deja funcționale atunci când numărul de erori de qubit este redus, dacă nu este eliminat.

„O sursă de eroare importantă este interacțiunea reciprocă nedorită între qubiți”, spune Dr. Kirill Fedorov de la WMI. Remediul său: distribuirea qubiților pe mai multe jetoane și încurcarea lor între ele. În subsolul WMI, Fedorov indică un tub cu diametrul unei ramuri de copac care duce de la un computer cuantic la altul. Tuburile conțin conductori de microunde care pun qubiții în interacțiune reciprocă. Această abordare ar putea face posibilă ca mii de qubiți să lucreze împreună în viitor.

Eva Weig, profesor de tehnologie nano și cuantică a senzorilor, are o perspectivă diferită asupra acestei lipse de perfecțiune. „Faptul că stările cuantice reacţionează atât de sensibil la orice poate fi, de asemenea, un avantaj”, spune ea. Chiar și cele mai mici câmpuri magnetice, variațiile de presiune sau fluctuațiile de temperatură pot schimba în mod măsurabil o stare cuantică. „Acest lucru poate face senzorii mai sensibili și mai precisi și îi poate face capabili de o rezoluție spațială mai bună”, spune Weig.

Ea vrea să folosească obiecte relativ mari ca senzori cuantici mecanici. Chiar și nanostructurile constând din milioane de atomi pot fi puse în starea lor fundamentală cuantică, așa cum au demonstrat pentru prima dată cercetătorii de la Universitatea din California în 2010. Eva Weig se bazează pe descoperire. „Vreau să construiesc nanosisteme ușor de controlat pentru a măsura cele mai mici forțe.”

În laborator, fizicianul prezintă un cip realizat de echipa ei în propria cameră curată. Pe el sunt ceea ce ea numește „nano-chitare”, invizibile cu ochiul liber: corzi minuscule, de 1.000 de ori mai subțiri decât un păr uman, care vibrează la frecvență radio. Echipa lui Weig încearcă să pună aceste nano-oscilatoare într-o stare cuantică definită. Apoi șirurile ar putea fi folosite ca senzori cuantici, de exemplu pentru măsurarea forțelor existente între celulele individuale.

Profesorul de rețele cuantice Andreas Reiserer dorește să folosească un alt aspect al sistemelor cuantice pentru a facilita un internet cuantic: starea cuantică a unei particule este distrusă atunci când este măsurată, ceea ce înseamnă că informația pe care o conține poate doar fi citit o dată. Astfel, orice încercare de interceptare ar lăsa inevitabil urme în urmă. Dacă nu există astfel de urme, atunci o comunicare poate fi de încredere. „Criptografia cuantică este eficientă din punct de vedere al costurilor și poate susține deja comunicarea rezistentă la interceptare astăzi”, spune el.

Dar domeniul de aplicare al acestei tehnologii rămâne încă limitat. Potrivit lui Reiserer, elementele din fibră optică sunt ideale pentru transportul informațiilor cuantice folosind lumină. Dar sticla absoarbe o parte din lumină în fiecare kilometru pe care îl parcurge. După aproximativ 100 de kilometri, comunicarea nu mai este posibilă.

Echipa lui Reiserer efectuează, prin urmare, cercetări asupra a ceea ce se numesc repetitoare cuantice, unități de stocare pentru informații cuantice care urmează să fie distanțate de-a lungul rețelei de fibră optică aproximativ la fiecare 100 de kilometri. kilometri. Dacă este posibil să se încurce fiecare dintre repetoarele cuantice cu vecinul său imediat, atunci informațiile trimise pot fi transmise fără nicio pierdere. „În acest fel sperăm să putem traversa distanțe la scară globală”, spune Reiserer. „Atunci ar putea fi posibilă conectarea dispozitivelor de peste tot în lume pentru a forma un „supercomputer cuantic”.

Echipa din München vrea să miniaturizeze repetoarele cuantice, să le simplifice și să le facă potrivite pentru producția de masă. punându-le pe un cip de calculator. Cipul conține o fibră optică în care au fost încorporați atomi de erbiu. Acești atomi servesc ca qubiți care pot tampona informațiile. Cu toate acestea, recunoaște Reiserer, acest lucru necesită răcire până la patru grade Kelvin (adică aproximativ -269 °C) și adaugă că vor fi necesare mult mai multe cercetări înainte de a se obține viabilitatea practică.

Sosirea lui. tehnologiile cuantice în viața de zi cu zi implică și unele riscuri. Un computer cuantic corectat de erori ar putea sparge procedurile convenționale de criptare de astăzi și ar putea compromite, de exemplu, securitatea online banking. „Vestea bună este că există deja noi proceduri de criptare care sunt sigure împotriva atacurilor computerizate cuantice”, spune Urs Gasser, profesor de politici publice, guvernare și tehnologie inovatoare și șeful „Quantum Social Lab” la TUM. Gasser, un specialist în drept, adaugă că tranziția va dura câțiva ani, ceea ce face necesar să începem acum.

„Costul de a ajunge prea târziu ar putea chiar depăși costul de întârziere cu inteligența artificială”. Gasser avertizează. Quantum Social Lab se concentrează pe impactul etic, juridic și societal al tehnologiilor cuantice emergente. Aceasta include, de exemplu, întrebarea cum să integrăm oamenii în dezbaterea din jurul noii tehnologii sau dacă numai țările bogate ar trebui să își poată planifica mai bine orașele datorită optimizării cuantice.

„Al doilea cuantic. revoluția este o schimbare de paradigmă care va avea un impact social, politic și economic de anvergură”, spune prof. Gasser. „Trebuie să modelăm această revoluție în interesul societății.”


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

Romania - Numărul de Profesori la Numărul de Elevi

_ DEZVOLTARE: SUA oprește finanțarea agenției ONU �n urma acuzațiilor de implicare a angajaților �n masacrul din Israel din 7 octombrie

_ Abuzurile din West End din Londra se triplează în doi ani: comercianții spun că criminalitatea amenință viitorul cartierului comercial, deoarece hoții vizează tot mai mult turiștii străini bogați

_ Tragedie pe DN 24 în județul Vaslui: O persoană a murit în urma unui accident rutier

Bolșevicii de ieri, Soroșiștii de azi. "Nu exista persoane nevinovate exista doar persoane de care nu ne-am ocupat destul". Lui Călin Georgescu i se aduc acuzații care le depășesc pe cele date românilor de paukeristii bolsevici in anii 50

_ Bărbat, 20 de ani, este arestat pentru tentativă de viol asupra unei femei în timp ce mergea lângă Tooting Common

_ Iranianul care a cerut azil pentru prima dată în Grecia înainte de a traversa Canalul cu o barcă mică și de a se stabili în Regatul Unit, declară că proiectul de lege de deportare a Rwandei nu va împiedica migranții să vină în Marea Britanie

_ David și Victoria Beckham sunt lăudați pentru reclama lor de debut la Super Bowl, deoarece fanii recunosc că au stat treji toată noaptea doar pentru a vedea o reclamă „hilară”

_ Tragedii rutiere devastatoare în China: un bilanț negru de vieți pierdute și răniți

_ Primăria Vaslui va amenaja un parc fotovoltaic în valoare de aproximativ 18 milioane de lei

_ Laura Kuenssberg „câștigă râvnita slujbă care găzduiește reflectarea BBC în noaptea electorală” după ce Huw Edwards a fost forțat să renunțe pe fondul unui scandal nenorocit

_ Un bărbat, în vârstă de 35 de ani, este împușcat și cinci persoane sunt rănite într-un atac sângeros pe metroul din New York la ora de vârf: polițiștii vânează oameni înarmați în fugă

_ 'Vom fi surpriza alegerilor din 2024'. Dan Diaconescu se relansează în politică și candidează la europarlamentare

_ Ghidul suprem pentru cartofi: De ce Maris Pipers sunt cele mai bune pentru fripturi și nu ar trebui să folosiți NICIODATĂ King Edwards într-o tocană, potrivit oamenilor de știință

_ Taylor Swift sărbătorește cu sălbăticie atingerea timpurie uimitoare a lui Travis Kelce pentru Chiefs vs. Ravens, în timp ce cei doi giganți NFL fac un început exploziv în lupta lor pentru a ajunge la Super Bowl

_ Martorii procesului lui Stormy Daniels i-ar putea oferi lui Donald Trump câteva nopți nedormite: iată cine este probabil să depună mărturie în cazul banilor liniștiți... și ce ar putea spune ei

_ Cifra de afaceri din serviciile de piaţă prestate populaţiei a scăzut cu 1,5% în primele nouă luni

_ Victoria's Secret Angel Lais Ribeiro, în vârstă de 33 de ani, dezvăluie trucurile ULTIMATE de frumusețe și wellness din spatele look-ului ei de supermodel - și tratamentul brazilian „top secret” după care jură să rămână într-o formă atât de uimitoare.

_ Denunțătorul Boeing Joshua Dean moare brusc după ce a acuzat furnizorul că ignoră defectele de siguranță în producția 737 Max

_ Povestea curioasă a lui Taylor Lorenz... Și preocupările întârziate ale Washington Post

_ „Nu a meritat ce i s-a întâmplat”: familia unui bărbat, în vârstă de 67 de ani, al cărui tors fără cap și rămășițe au fost găsite în Salford, aduce un omagiu „personajului unic și drăgăstos”

_ Irakul reia discuţiile cu SUA privind viitorul coaliţiei antijihadiste

_ Protejează plantele de orez de căldură atunci când atacă noaptea

_ Firma suedeză achiziționează catalogul legendelor rock-ului KISS

_ Băncile vor fi obligate să permită 'plăţi instant' clienților din statele europene, inclusiv în România

_ Când caii de cavalerie gospodărească fug: de la jubileul de platină până la încoronare, cum nu au reușit întotdeauna să își păstreze calmul

_ Femeile se adună în Scoția pentru a „testa” noua lege fascistă privind „crimele de ură”, înconjurată de activiști trans țipători și ostili

_ Doi morți după ce un cuțitar din Manhattan a pornit în groază, atacând trei persoane la întâmplare

_ Palestinienii pot conta pe studenții americani, dar nu și pe aliații arabi când vine vorba de proteste (ANALIZĂ)

_ „Perversitatea” lui Michael Cohen: un judecător federal îl denunță pe fostul „reparator” al lui Trump ca fiind un sperjur în serie

_ Şeful diplomaţiei UE face o vizită la Kiev

_ Uită de Marte, există extratereștri pe... K2-18b? Descoperirea unei planete de două ori mai mare decât Pământul care emite gaz „produs doar de viață” stârnește entuziasm uriaș în rândul astronomilor

_ Studiul descoperă cele mai vechi dovezi că oamenii au folosit focul pentru a modela peisajul Tasmania

_ Fosta Demi Moore, Bruce Willis, îi urează icoanei de acțiune o 69 de ani de naștere foarte fericită, cu câteva imagini noi: „Te iubim și suntem atât de recunoscători pentru tine”

_ VIDEO George Simion, primul candidat la prezidențiale care a votat, în diaspora

_ Studiul constată că mesajele anti-piraterie se întorc, în special pentru bărbați

_ Măsurătorile avansate dezvăluie fenomene la scară nanometrică în diselenura de tungsten

_ Emirul Qatarului se angajează să investească 10 miliarde de euro în Franţa

_ Un cuplu este forțat să vândă noul Land Rover cu o pierdere de 14.000 de lire sterline LA O LUNĂ după ce l-au cumpărat, după ce asigurătorii și-au anulat polița - și nici producătorul nu îi va asigura, deși sunt „șoferi model”

_ Rusia spune că lovitura cu drone din Ucraina a lovit centrala nucleară Zaporizhzhia

_ O femeie de afaceri care se confruntă cu închisoare după ce a alergat și a ucis copilul în cărucior suferă un „atac de cord” cu câteva ore înainte de a ajunge în instanță

_ LIVE TEXT - Război în Ucraina: Ucrainenii au doborât cinci drone lansate de Rusia, în cursul nopții asupra regiunii Dnipropetrovsk

_ Baie de sânge: zguduire uriașă la RNC, în timp ce echipa lui Trump se pregătește să elimine peste 60 de angajați

_ Pe loc repaus! Preşedintele Klaus Iohannis a trecut în rezervă generali MApN

_ În Franța, dreptul la avort și interzicerea hijab-ului evidențiază un standard dublu privind drepturile femeilor

_ Cum să obții 49 de zile de concediu din 21 de zile de concediu anual... și unde să mergi pentru a profita la maximum!

_ Sunt un profesionist de curățenie - acestea sunt cele cinci greșeli frecvente pe care le faci când îți faci curățenie acasă

_ Răzvan Marc şi Roland Modoianu au ratat medaliile la bară fixă, la Cupa Mondială Challenge din Antalya

_ DEVENIT VIRAL: Starul de baschet NCAA descrie cum a fost să-l cunosc pe Dementia Joe la Casa Albă (VIDEO)

_ Milioane de butoaie de petrol dispărute aruncă o cheie în prognoza cererii de urs a AIE

_ Iga Swiatek, liderul mondial, triumfă în fața Madisonei Keys și ajunge în finala turneului WTA de la Madrid

_ Iranul deschide înregistrarea candidaților pentru votul prezidențial rapid după moartea lui Raisi

_ Antrenorul personal, în vârstă de 60 de ani, aproape că își pierde brațul din cauza sepsisului după o mușcătură îngrozitoare de păianjen - înainte ca controlul dăunătorilor să descopere un cuib de până la 500 de văduve false veninoase în casa lui

_ Dublă durere pentru Tommy Walsh de la Homes Under The Hammer, în vârstă de 67 de ani, deoarece se dezvăluie că are o tumoare pulmonară - la câteva zile după ce a fost anunțat că va fi înlocuit de Owain Wyn Evans de la Radio 2, 39 de ani

_ Fostul director al CDC recunoaște „Efectele secundare semnificative” ale vaccinurilor COVID la tinerii sănătoși – solicită o revizuire independentă similară Comisiei 9/11 (VIDEO)

_ Cercetătorii dezvăluie o încălzire anormală în atmosfera superioară a soarelui

_ Eurovision va avea loc în condiții de securitate sporită în Suedia, deoarece poliția se teme de atacuri teroriste din cauza participării Israelului, cu o ardere a Coranului planificată în prealabil

_ Comercianții își bat joc de români cu efectul 'waterbed': Odată cu plafonarea prețurilor la unele produse, s-au majorat prețurile la altele

De ce sa înjuri votanții că votează cu cine vor ei? Tonomatul puterii pe nume Ciutacu care pupă la greu poala Pucistului Ciolacul și a lui Gold Corporation Ponta ii înjură oribil pe votanții lui Călin Georgescu.

_ Fiul Prințesei Anne, Peter Phillips, vorbește despre ultimele clipe din inimă cu bunica sa, regretata Regina Elisabeta - recunoscând că este încă „destul de emoționant” să privim înapoi


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8 Pag.9 Pag.10 Pag.11 Pag.12 Pag.13 Pag.14 Pag.15
Pag.16 Pag.17 Pag.18 Pag.19 Pag.20 Pag.21 Pag.22 Pag.23
Pag.24 Pag.25 Pag.26 Pag.27 Pag.28 Pag.29 Pag.30 Pag.31

Nr. de articole la aceasta sectiune: 1820, afisate in 31 pagini.