Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Физики поняли, как подтвердить любое квантовое состояние с помощью звезды
Квантовые эффекты помогают ученым во множестве сфер, но работать с ними не просто — степень определенности квантового мира концептуально отличается от того, что существует в классической физике. Чтобы подтвердить, что они работают с нужными квантовыми состояниями, физикам приходится постараться.
Основанные на квантовых эффектах устройства могут обрабатывать и хранить информацию лучше классических. Пока им доступно очень ограниченное количество задач, но ученые возлагают на квантовые вычисления большие надежды. Научные и коммерческие группы по всему миру постоянно работают над тем, чтобы сделать эти технологии вычислений доступными всем.
Одна из трудностей в работе с такими высокотехнологичными приборами — за ними сложно следить. Квантовые состояния не только требуют особой среды, низких температур и экзотических материалов, но и во многом существуют как «черный ящик». Далеко не всегда можно точно сказать, что происходит внутри кубита или квантово-запутанных частиц.
Один из подходов к подтверждению того, что ученые работают именно с нужным квантовым состоянием или измерением, называют самотестированием. Эта методика позволяет исследователям подтвердить свойства квантовой системы, анализируя только данные, которые прибор отдает на выход, не вникая в то, как она работает внутри.
Международная команда исследователей представила новую универсальную схему. Она может использоваться для самотестирования любого квантового состояния или измерения. Согласно их протоколу, устройство нужно поместить в простую звездообразную сеть. Центральный узел, через который проходят все коммуникации, связан с несколькими внешними узлами–лучами. После того, как ученые получают сигналы со всех выходов звезды, они могут проанализировать корреляции между ними и определить, согласуются ли они с теоретическими предсказаниями и, соответственно, сохранны ли квантовые состояния в системе. Протокол опубликован в статье в журнале Nature Physics.
Еще одна задача в области квантовой инженерии — определить, правильно ли прибор решает поставленную задачу. Прибору задают определенные вопросы, по ответам на которые ученые могут понять, что для вычислений использовались именно квантовые эффекты, что система не разрушена и работает так, как было задумано. При этом в идеальном случае оценка должна быть независимой — нужно второе устройство, квантовая система не должна оценивать сама себя.
Схема в форме звезды позволила этого добиться. Центральный узел может выполнять операции над сигналами, полученными от всех связей, в то время как внешние системы воздействуют только на свои собственные линии связи. Для верификации ученые используют семейство неравенств Белла, с помощью которых они сначала проверяют внешние узлы и их линии связи с центральным. Затем исследователи оценили результаты взаимодействий через центральный узел и на основе этого смогли сделать выводы о квантовых состояниях в схеме.
«В нашей работе мы доказали, что для каждого квантового состояния и измерения существует уникальный набор корреляций, позволяющий идентифицировать их независимым от устройств образом, то есть без какого-либо доверия к используемым устройствам. С прикладной точки зрения, мы предложили способ верификации любого устройства, подготавливающего квантовые состояния, а также любого измерительного устройства. Одновременно мы решаем открытую проблему: можно ли верифицировать смешанное состояние независимым от устройств способом — в стандартном сценарии Белла это невозможно», — рассказал профессор Ремигиуш Аугусяк (Remigiusz Augusiak).
Главное преимущество опубликованного протокола — универсальность. Звездообразная сеть уже экспериментально реализована с ограниченным числом внешних систем, и теперь ученые могут развивать концепцию для все более крупных сетей, включающих большее число квантово-запутанных систем.
Telegram 
Дзен 
VK Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
После глобальных прорывов прошлого столетия космонавтика неспешно продолжает свое эволюционное развитие. Ученые и инженеры уже несколько десятилетий бьются за каждый килограмм полезной нагрузки, работая над созданием деталей для ракет и спутников из легких и прочных материалов. По словам генерального директора госкорпорации «Роскосмос» Дмитрия Баканова, за последние пять лет в отечественной космонавтике появилось около 30 новых сплавов и композитов, которые сокращают массу изделий. Однако для новых революционных прорывов в отрасли ограничения материалов по-прежнему остаются одним из фундаментальных барьеров, который ученые пока не могут преодолеть без серьезных компромиссов. Ко Дню космонавтики доктор технических наук, профессор кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ МИСИС Игорь Блинков рассказывает о перспективных материалах для космоса.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
После глобальных прорывов прошлого столетия космонавтика неспешно продолжает свое эволюционное развитие. Ученые и инженеры уже несколько десятилетий бьются за каждый килограмм полезной нагрузки, работая над созданием деталей для ракет и спутников из легких и прочных материалов. По словам генерального директора госкорпорации «Роскосмос» Дмитрия Баканова, за последние пять лет в отечественной космонавтике появилось около 30 новых сплавов и композитов, которые сокращают массу изделий. Однако для новых революционных прорывов в отрасли ограничения материалов по-прежнему остаются одним из фундаментальных барьеров, который ученые пока не могут преодолеть без серьезных компромиссов. Ко Дню космонавтики доктор технических наук, профессор кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ МИСИС Игорь Блинков рассказывает о перспективных материалах для космоса.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии