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 Хотя сам факт наличия непонятных объектов на снимках, которые американские астронавты сделали на Луне, известен давно, десятилетиями их списывали на химические дефекты светочувствительной эмульсии фотопленки или блики света в линзах камер. Новая публикация на сайте Пентагона признает их реально существующими объектами, хотя и не делает выводов о их природе.
Крупные травоядные утконосые майазавры известны своим развитым социальным поведением. Они жили семьями и строили гнезда для своих детенышей. Даже название вида переводится с греческого языка как «ящер — хорошая мать». Исследование окаменелых зубов майазавров показало, что они выращивали детенышей совсем не так, как это считалось типичным для животных глубокой древности.
Десятого мая 1940 года вермахт пришел в движение. Через 42 суток англо-французские армии были разгромлены, а Франция капитулировала. Как это произошло, ведь союзники имели больше солдат, танков и пушек, чем немцы? В СССР причиной посчитали нежелание французов воевать, немцы же, говорили советские военные, не внесли в стратегию ничего нового. Реальность была строго обратной: разгром Франции был новым словом в войне, и такой же сценарий Гитлер применил против СССР через год. Что именно произошло и отчего советское руководство не смогло осознать случившееся?
Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Крупные травоядные утконосые майазавры известны своим развитым социальным поведением. Они жили семьями и строили гнезда для своих детенышей. Даже название вида переводится с греческого языка как «ящер — хорошая мать». Исследование окаменелых зубов майазавров показало, что они выращивали детенышей совсем не так, как это считалось типичным для животных глубокой древности.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Термоядерные электростанции не смогут конкурировать по цене с возобновляемыми источниками энергии из-за медленного удешевления технологии. По расчетам, расходы на каждую новую установку падали максимум на 8% — много раз ниже ранних ожиданий венчурных инвесторов. Это перечеркивает экономический смысл финансовых вливаний, и мир может никогда не увидеть дешевой термоядерной энергии.
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