Analogowe symulatory kwantowe. Bezpłatne wiadomości z biblioteki technicznej

NOWOŚCI NAUKI I TECHNOLOGII, NOWOŚĆ W ELEKTRONIKI
Bezpłatna biblioteka techniczna / Kanał wiadomości

Analogowe symulatory kwantowe

13.02.2023

Klasyczne komputery nie nadają się do rozwiązywania nowych fundamentalnych problemów w dziedzinie fizyki i nie tylko. W przyszłości mogą w tym pomóc naukowcom uniwersalne i odporne na błędy komputery kwantowe, ale takie nieprędko się pojawią. Jeśli jednak problemu nie da się obliczyć, to dlaczego nie przeprowadzić eksperymentów? Analogowy symulator kwantowy może stać się konstruktorem kwantowego świata, który pomoże odsłonić najbardziej tajemniczą fizykę poza teorią.

Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda w Stanach Zjednoczonych i University College Dublin (UCD) w Irlandii opublikowali artykuł w czasopiśmie Nature Physics, w którym mówili o stworzeniu nowego typu wysoce wyspecjalizowanego komputera analogowego (dokładniej symulatora). Naukowcy zaprezentowali jeden element takiego "komputera" - dwa specjalnie połączone nanowymiarowe elementy metalowo-półprzewodnikowe wbudowane w obwód elektroniczny.

Zaproponowane rozwiązanie imituje oddziaływanie dwóch cząstek elementarnych, w tym przypadku atomów i elektronów. Symulacja jest tak głęboka, że model zachowuje wszystkie właściwości kwantowe atomów, od interakcji międzyatomowych po właściwości fizyczne cząstek. Skalując platformę - budując materię atom po atomie, jak konstruktor z klocków Lego - można uzyskać modelowanie materii o zadanych właściwościach i przyjrzeć się jej reakcji w interakcji z inną materią oraz zmianie jej właściwości. Nie da się tego dziś obliczyć na modelu wielkoskalowym, a taka symulacja jest na barku.

Na przykład fizycy teoretyczni nie widzą jeszcze wzorców ukierunkowanego poszukiwania materiałów do nadprzewodnictwa wysokotemperaturowego. Współczesne komputery nie mogą im pomóc w obliczeniach, zwłaszcza że muszą szukać na ślepo. Modelowanie zachowania materii na analogowych symulatorach kwantowych może otworzyć drogę do tego świętego Graala dla energii i nie tylko. To odłoży teorię na bok i przetestuje wiele pomysłów w praktyce.

Właściwie analogowe symulatory kwantowe nowego typu mogą pomóc w przejściu w kierunku uniwersalnych komputerów kwantowych. Na przykład, istnieje pomysł wykorzystania takich kwazicząstek jak parafermiony (grupy elektronów o specjalnym oddziaływaniu) jako kubity. Ładunki elektronów w tym stanie (Z3) są równe 1/3 zwykłego ładunku. W warunkach laboratoryjnych naukowcom nie udało się jeszcze stworzyć takich cząstek, a zaproponowany model symulatora umożliwił ich symulację po odpowiednim dostosowaniu napięcia na elektrodach. W rzeczywistości naukowcy w laboratorium stworzyli materię, która wcześniej nie istniała w naturze. A przecież można to potem studiować!

„Mamy nadzieję, że skalując symulator kwantowy z dwóch do wielu komponentów w nanoskali, będziemy w stanie symulować znacznie bardziej złożone systemy, z którymi współczesne komputery nie mogą sobie poradzić” – powiedział jeden z autorów pracy. „To może być pierwszy krok w kierunku ostatecznego odkrywając niektóre z najbardziej tajemniczych tajemnic naszego wszechświata kwantowego”.

<< Powrót: Inteligentne okna oparte na organizmie ośmiornicy 13.02.2023

>> Naprzód: Akumulatory Ampd Energy do dużych żurawi wieżowych. 12.02.2023

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Udowodniono istnienie reguły entropii dla splątania kwantowego 09.05.2024

Mechanika kwantowa wciąż zadziwia nas swoimi tajemniczymi zjawiskami i nieoczekiwanymi odkryciami. Niedawno Bartosz Regula z Centrum Obliczeń Kwantowych RIKEN i Ludovico Lamy z Uniwersytetu w Amsterdamie przedstawili nowe odkrycie dotyczące splątania kwantowego i jego związku z entropią. Splątanie kwantowe odgrywa ważną rolę we współczesnej nauce i technologii informacji kwantowej. Jednak złożoność jego struktury utrudnia zrozumienie go i zarządzanie nim. Odkrycie Regulusa i Lamy'ego pokazuje, że splątanie kwantowe podlega zasadzie entropii podobnej do tej obowiązującej w układach klasycznych. Odkrycie to otwiera nowe perspektywy w dziedzinie informatyki i technologii kwantowej, pogłębiając naszą wiedzę na temat splątania kwantowego i jego powiązania z termodynamiką. Wyniki badań wskazują na możliwość odwracalności transformacji splątania, co mogłoby znacznie uprościć ich zastosowanie w różnych technologiach kwantowych. Otwarcie nowej reguły ... >>

Mini klimatyzator Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Lato to czas relaksu i podróży, jednak często upały potrafią zamienić ten czas w udrękę nie do zniesienia. Poznaj nowość od Sony - miniklimatyzator Reon Pocket 5, który obiecuje zapewnić użytkownikom większy komfort lata. Sony wprowadziło do oferty wyjątkowe urządzenie – miniodżywkę Reon Pocket 5, która zapewnia schłodzenie ciała w upalne dni. Dzięki niemu użytkownicy mogą cieszyć się chłodem w dowolnym miejscu i czasie, po prostu nosząc go na szyi. Ten mini klimatyzator wyposażony jest w automatyczną regulację trybów pracy oraz czujniki temperatury i wilgotności. Dzięki innowacyjnym technologiom Reon Pocket 5 dostosowuje swoje działanie w zależności od aktywności użytkownika i warunków otoczenia. Użytkownicy mogą łatwo regulować temperaturę za pomocą dedykowanej aplikacji mobilnej połączonej przez Bluetooth. Dodatkowo dla wygody dostępne są specjalnie zaprojektowane koszulki i spodenki, do których można doczepić mini klimatyzator. Urządzenie może och ... >>

Energia z kosmosu dla Starship 08.05.2024

Wytwarzanie energii słonecznej w przestrzeni kosmicznej staje się coraz bardziej wykonalne wraz z pojawieniem się nowych technologii i rozwojem programów kosmicznych. Szef startupu Virtus Solis podzielił się swoją wizją wykorzystania statku kosmicznego SpaceX do stworzenia orbitalnych elektrowni zdolnych zasilić Ziemię. Startup Virtus Solis zaprezentował ambitny projekt stworzenia elektrowni orbitalnych przy użyciu statku Starship firmy SpaceX. Pomysł ten mógłby znacząco zmienić dziedzinę produkcji energii słonecznej, czyniąc ją bardziej dostępną i tańszą. Istotą planu startupu jest obniżenie kosztów wystrzeliwania satelitów w przestrzeń kosmiczną za pomocą Starship. Oczekuje się, że ten przełom technologiczny sprawi, że produkcja energii słonecznej w kosmosie stanie się bardziej konkurencyjna w stosunku do tradycyjnych źródeł energii. Virtual Solis planuje budowę dużych paneli fotowoltaicznych na orbicie, wykorzystując Starship do dostarczenia niezbędnego sprzętu. Jednak jedno z kluczowych wyzwań ... >>

Nowa metoda tworzenia potężnych akumulatorów 08.05.2024

Wraz z rozwojem technologii i coraz większym wykorzystaniem elektroniki, kwestia tworzenia wydajnych i bezpiecznych źródeł energii staje się coraz pilniejsza. Naukowcy z Uniwersytetu w Queensland zaprezentowali nowe podejście do tworzenia akumulatorów cynkowych o dużej mocy, które mogą zmienić krajobraz branży energetycznej. Jednym z głównych problemów tradycyjnych akumulatorów wodnych było ich niskie napięcie, co ograniczało ich zastosowanie w nowoczesnych urządzeniach. Ale dzięki nowej metodzie opracowanej przez naukowców udało się pokonać tę wadę. W ramach swoich badań naukowcy zajęli się specjalnym związkiem organicznym – katecholem. Okazało się, że jest to ważny element, który może poprawić stabilność akumulatora i zwiększyć jego wydajność. Takie podejście doprowadziło do znacznego wzrostu napięcia akumulatorów cynkowo-jonowych, czyniąc je bardziej konkurencyjnymi. Zdaniem naukowców takie akumulatory mają kilka zalet. Mają b ... >>

Zawartość alkoholu w ciepłym piwie 07.05.2024

Piwo, jako jeden z najpopularniejszych napojów alkoholowych, ma swój niepowtarzalny smak, który może zmieniać się w zależności od temperatury spożycia. Nowe badanie przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców wykazało, że temperatura piwa ma znaczący wpływ na postrzeganie smaku alkoholu. Badanie prowadzone przez naukowca zajmującego się materiałami Lei Jianga wykazało, że w różnych temperaturach cząsteczki etanolu i wody tworzą różnego rodzaju skupiska, co wpływa na postrzeganie smaku alkoholu. W niskich temperaturach tworzą się bardziej piramidalne skupiska, co zmniejsza ostrość smaku „etanolu” i sprawia, że napój ma mniej alkoholowy smak. Wręcz przeciwnie, wraz ze wzrostem temperatury grona stają się bardziej łańcuchowe, co skutkuje wyraźniejszym alkoholowym posmakiem. To wyjaśnia, dlaczego smak niektórych napojów alkoholowych, takich jak baijiu, może zmieniać się w zależności od temperatury. Uzyskane dane otwierają nowe perspektywy dla producentów napojów, ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Wpływ kawy na pamięć 02.08.2021

Kawa to jeden z najpopularniejszych napojów w wielu krajach. Badania nad korzyściami i szkodliwościami tego napoju dla zdrowia nie kończą się do tej pory. Okazało się, że kawa może wpływać na pracę mózgu.

Badanie przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców wykazało, że po 10-dniowym okresie abstynencji kofeinowej uczestnicy mieli więcej szarej substancji niż ci, którzy nadal pili kawę.

W eksperymencie wzięło udział 20 zdrowych osób, które regularnie piją ten napój. Wzięli dwie kapsułki (jedna zawierająca kofeinę, a druga była placebo) przez dwa różne 10-dniowe okresy. Pod koniec każdego okresu naukowcy badali istotę szarą uczestników za pomocą skanów mózgu.

Naukowcy odkryli, że ilość istoty szarej była większa w okresie abstynencji kofeinowej. Szczególnie jego koncentracja była zauważalna w prawym przyśrodkowym płacie skroniowym, do którego należy hipokamp – obszar odpowiedzialny za pamięć człowieka.

Pomimo faktu, że kofeina zmniejszyła objętość istoty szarej w mózgu, w ciągu zaledwie 10 dni niepicia kawy mózg był w stanie przywrócić objętość. Sugeruje to, że wpływ kofeiny na mózg jest prawdopodobnie tymczasowy. Potrzebne są jednak dalsze badania, aby w pełni potwierdzić negatywny wpływ napoju.

Zobacz całość Archiwum wiadomości z nauki i techniki, nowa elektronika

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn