"𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')" — @quantumhton Telegram-kanali

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

4 Oct, 16:30

РОССИЙСКИЕ ФИЗИКИ ПРЕДЛОЖИЛИ КВАНТОВЫЙ МЕХАНИЗМ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ В КЛЕТКЕ

Российские физики теоретически смоделировали условия, при которых между ДНК и матричной РНК может возникать квантовая связь во время копирования генетической информации. Расчеты показывают, что такая связь потенциально способна обеспечивать передачу информации между молекулами на квантовом уровне.

Работу выполнили сотрудники Дальневосточного федерального университета и Объединенного института ядерных исследований. Исследование может стать основой для дальнейшего изучения роли квантовых эффектов в биологических системах.

Во время транскрипции клетка создает на основе участка ДНК молекулу матричной РНК — мРНК. Она впоследствии используется как инструкция для синтеза белка. В процессе транскрипции РНК-полимераза открывает небольшой участок двойной спирали ДНК и по одной из ее цепей собирает новую молекулу РНК. Поэтому исходная ДНК и создаваемая мРНК некоторое время находятся рядом.

Именно этот этап ученые рассмотрели с точки зрения квантовой физики. Для моделирования они выбрали участок гена TP53, который кодирует белок p53. Он участвует в защите клеток от опасных изменений и помогает организму реагировать на повреждение генетического материала.

Исследователи изучили возможность возникновения квантовой запутанности между ДНК и мРНК. Это состояние, при котором две системы оказываются связаны на квантовом уровне и их состояния нельзя полностью рассматривать независимо друг от друга.

Одним из рассмотренных условий стала миграция заряда внутри молекулярной системы. В модели для описания этого процесса используется понятие «дырки» — состояния, связанного с отсутствием электрона. Расчеты показали, что движение такого заряда может приводить к возникновению квантовой запутанности между ДНК и мРНК.

По сути, ученые рассматривают возможность дополнительной связи между исходной молекулой и создаваемой по ней копией. ДНК и РНК при этом не перемещаются физически. Модель описывает возможность передачи квантового состояния между двумя связанными системами, которую исследователи сравнивают с принципами квантовой телепортации.

Согласно расчетам, образование связанного состояния может происходить за очень короткое время — порядка триллионных долей секунды. Ученые также рассмотрели несколько вариантов формирования и сохранения квантовой запутанности в системе ДНК–мРНК.

Авторы отмечают, что результат пока остается теоретическим предсказанием. Ученые не утверждают, что подобный механизм уже обнаружен в живой клетке. Следующим этапом должна стать разработка экспериментов, которые позволят проверить результаты моделирования.

Работа относится к области квантовой биологии, изучающей возможную роль квантовых явлений в биологических системах. Если предложенный механизм удастся подтвердить экспериментально, ученым предстоит выяснить, может ли квантовая связь между ДНК и мРНК влиять на процессы передачи и обработки информации в клетке.

Читайте также:

В МАДИ предложили способ ускорить обучение нейросетей на квантовых компьютерах

Радиофизики в тысячу раз ускорили работу солнечно-слепого УФ-приемника

Казанские ученые разработали материал для термостойкого асфальта

61 2 1 44

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

3 Oct, 16:31

63 2 1 45

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

3 Oct, 16:31

КВАНТОВЫЙ МОСТ ПРИ КОМНАТНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ. ФИЗИКИ СОЕДИНИЛИ ДВИЖЕНИЕ ЛЕВИТИРУЮЩИХ НАНОЧАСТИЦ СО СВЕТОМ

Квантовый мост при комнатной температуре. Физики соединили движение левитирующих наночастиц со светом

Научпоп

2 октября, 21:31

Международная группа физиков под руководством Франческо Марина из Флорентийского университета провела прорывной эксперимент, впервые продемонстрировав устойчивую квантовую запутанность между движением левитирующего объекта и светом при комнатной температуре.

Исследование открывает новые возможности для квантовой связи и проверки фундаментальных теорий квантовой механики без использования сложного криогенного охлаждения аппаратуры.

Результаты этой работы были опубликованы в научном журнале Science.

В центре внимания ученых оказалась крошечная стеклянная наносфера размером всего 100 нанометров, содержащая десятки миллионов атомов. Несмотря на свой сравнительно большой макроскопический масштаб, доля полностью изолирована от внешних воздействий. Она удерживалась в воздухе с помощью оптического пинцета — специального лазерного луча, создающего давление излучения внутри вакуумной камеры. Для достижения квантового эффекта исследователям пришлось решить сложную задачу: свет, необходимый для создания запутанности обычно нагревает систему и дестабилизирует ее, тогда как для охлаждения нужны совсем другие параметры.

Чтобы преодолеть это препятствие, ученые использовали инновационный двухцветный пинцет, объединяющий два лазера с разным принципом действия. Первый лазер охлаждал и стабилизировал колебания наносферы, приближая ее движение к квантовому основному состоянию, тогда как второй лазер отвечал за непосредственное запутывание этого движения со свойствами излучаемого света. Благодаря этому положение и импульс сферы оказались настолько сильно ускоренными со световыми квадратурами, что их больше невозможно описать независимо друг от друга.

Анализ света, исходившего из оптического резонатора, подтвердил наличие подлинных квантовых корреляций, превысивших установленный квантовой механикой порог. Этот уникальный метод создает надежный мост между механическими наносистемами и внешним миром. Поскольку запутанный свет способен распространяться за пределы ловушки, в будущем он может использоваться в качестве эффективного квантового канала для передачи информации между различными квантовыми устройствами и для создания новых сетей связи.

67 2 1 45

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

2 Oct, 16:30

. Нынешние 74,3 м позволяют подтвердить нахождение объекта примерно в пределах здания или охраняемой зоны, но не определить его положение с точностью смартфонной навигации. Исследователи планируют увеличить дистанцию и уменьшить задержки, чтобы сузить область, в которой может находиться проверяемое устройство.

В перспективе квантовую проверку местоположения предлагают использовать как дополнительный фактор безопасности. Например, сервер сможет разрешать доступ к чувствительной базе только устройству внутри определённого помещения, платёжная система сможет проверить физическое присутствие клиента в нужной точке, а логистическая система подтвердит прибытие ценного груза в заданное место. Такой подход не заменяет GPS, а добавляет к координатам отдельный ответ на более сложный вопрос: можно ли этим координатам доверять.

66 2 1 45

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

2 Oct, 16:30

GPS МОЖНО ОБМАНУТЬ. А ВОТ ОТ КВАНТОВОЙ ФИЗИКИ СПРЯТАТЬСЯ НЕ ПОЛУЧИТСЯ

Исследователи показали способ проверить, действительно ли удалённое устройство находится там, где утверждает, не доверяя координатам, которые устройство сообщает само. В эксперименте две проверяющие станции, разнесённые на 2 км, подтвердили положение устройства с точностью 74,3 м, совместив квантовую оптику с физическим ограничением скорости распространения информации.

Новая схема решает другую задачу, нежели GPS. Спутниковая навигация вычисляет координаты, но при подмене GPS приёмник может принять ложный радиосигнал за настоящий и показать неверное местоположение. Квантовый протокол не определяет координаты вместо GPS, а проверяет, мог ли ответ действительно прийти из заявленной точки.

В опубликованном исследовании используются две станции по разные стороны от проверяемого устройства. Одна отправляет слабый квантовый световой импульс, а обе одновременно передают обычную цифровую информацию. Получив сообщения, устройство должно выбрать правильный способ измерения квантового состояния и немедленно вернуть результат.

Станции проверяют сразу две вещи: правильность ответа и время, за которое он вернулся. Квантовая физика ограничивает возможности злоумышленника незаметно перехватить и воспроизвести переданное состояние, а теория относительности не позволяет сообщникам обмениваться информацией быстрее света. Поэтому устройство, которое находится в другом месте, должно либо ошибиться при измерении, либо опоздать с ответом.

Временная задержка здесь напрямую превращается в погрешность координат. Каждая дополнительная наносекунда увеличивает неопределённость примерно на 30 см. В экспериментальной установке максимальная задержка ответа достигала 247,8 нс, что дало пространственную точность 74,3 м. Квантово-оптическая часть системы при этом работала с ошибкой 0,27%.

Для эксперимента исследователи отказались от сложных источников одиночных фотонов и использовали слабые когерентные световые импульсы, которые можно получать обычными лазерами. Интенсивность таких импульсов можно регулировать, компенсируя часть потерь в оптическом тракте. Классические данные передавались параллельно на нескольких длинах волн, а вычисления выполняло специализированное оборудование с задержкой менее 118 нс.

Классические схемы проверки местоположения без дополнительного доверенного секрета уязвимы для ретрансляции: два сообщника могут перехватывать запросы с разных сторон и пересылать их дальше, создавая впечатление, что устройство находится между проверяющими станциями. В квантовом варианте такой обмен становится значительно сложнее, поскольку атакующему одновременно приходится работать с квантовым состоянием и укладываться в жёсткий предел времени.

При этом авторы не утверждают, что протокол уже защищён от любого возможного квантового противника. Для использованной конфигурации расчёты показывают, что атакующему пришлось бы непрерывно поддерживать вспомогательные квантовые ресурсы примерно на частоте 10 МГц. Если считать таким ресурсом квантовую запутанность, требуемый уровень более чем на два порядка превосходит возможности современных систем, однако исследователи отдельно отмечают, что подобное предположение ещё требует более строгого анализа безопасности.

Практическое применение пока ограничивают расстояние, потери света и задержки оборудования

66 2 1 45

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

1 Oct, 16:30

РОССИЙСКИЕ ФИЗИКИ ПРЕДЛОЖИЛИ КВАНТОВЫЙ МЕХАНИЗМ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ В КЛЕТКЕ - КОМПЬЮТЕРРА

Российские физики теоретически смоделировали условия, при которых между ДНК и матричной РНК может возникать квантовая связь во время копирования генетической информации. Расчеты показывают, что такая связь потенциально способна обеспечивать передачу информации между молекулами на квантовом уровне.

Работу выполнили сотрудники Дальневосточного федерального университета и Объединенного института ядерных исследований. Исследование может стать основой для дальнейшего изучения роли квантовых эффектов в биологических системах.

Во время транскрипции клетка создает на основе участка ДНК молекулу матричной РНК — мРНК. Она впоследствии используется как инструкция для синтеза белка. В процессе транскрипции РНК-полимераза открывает небольшой участок двойной спирали ДНК и по одной из ее цепей собирает новую молекулу РНК. Поэтому исходная ДНК и создаваемая мРНК некоторое время находятся рядом.

Именно этот этап ученые рассмотрели с точки зрения квантовой физики. Для моделирования они выбрали участок гена TP53, который кодирует белок p53. Он участвует в защите клеток от опасных изменений и помогает организму реагировать на повреждение генетического материала.

Исследователи изучили возможность возникновения квантовой запутанности между ДНК и мРНК. Это состояние, при котором две системы оказываются связаны на квантовом уровне и их состояния нельзя полностью рассматривать независимо друг от друга.

Одним из рассмотренных условий стала миграция заряда внутри молекулярной системы. В модели для описания этого процесса используется понятие «дырки» — состояния, связанного с отсутствием электрона. Расчеты показали, что движение такого заряда может приводить к возникновению квантовой запутанности между ДНК и мРНК.

По сути, ученые рассматривают возможность дополнительной связи между исходной молекулой и создаваемой по ней копией. ДНК и РНК при этом не перемещаются физически. Модель описывает возможность передачи квантового состояния между двумя связанными системами, которую исследователи сравнивают с принципами квантовой телепортации.

Согласно расчетам, образование связанного состояния может происходить за очень короткое время — порядка триллионных долей секунды. Ученые также рассмотрели несколько вариантов формирования и сохранения квантовой запутанности в системе ДНК–мРНК.

Авторы отмечают, что результат пока остается теоретическим предсказанием. Ученые не утверждают, что подобный механизм уже обнаружен в живой клетке. Следующим этапом должна стать разработка экспериментов, которые позволят проверить результаты моделирования.

Работа относится к области квантовой биологии, изучающей возможную роль квантовых явлений в биологических системах. Если предложенный механизм удастся подтвердить экспериментально, ученым предстоит выяснить, может ли квантовая связь между ДНК и мРНК влиять на процессы передачи и обработки информации в клетке.

Читайте также:

В МАДИ предложили способ ускорить обучение нейросетей на квантовых компьютерах

Радиофизики в тысячу раз ускорили работу солнечно-слепого УФ-приемника

Казанские ученые разработали материал для термостойкого асфальта

65 2 1 44

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

30 Sep, 16:30

Ученые ЮУрГУ подчеркивают, что их подход позволяет вычислять не полные, а частные распределения вероятностей, что дает экспериментатору увеличить набор вычисляемых аналитических функций.

Мировой интерес к этой теме колоссален. В качестве примеров приводятся уже существующие разработки – оптические квантовые компьютеры «Borealis» и «Aurora» (последний позиционируется как универсальный). Прогресс в области фотон-разрешающих детекторов также не стоит на месте: сейчас технологии позволяют разрешать более 1000 фотонов одновременно.

У команды исследователей еще много работы.

«До недавнего времени перед нами стояла сложная математическая проблема: расчет смешения двух сжатых состояний на светоделителе с последующим измерением фотонов. Оказалось, что надо было просто подойти к решению с другой стороны, и алгоритм решения находится», – делится планами лаборант-исследователь лаборатории «Квантовая инженерия света», аспирант Михаил Подошведов.

В июле 2026 года результаты текущего этапа исследований по усовершенствованию технологии получения сжатых состояний света были опубликованы в авторитетном международном научном журнале Optics Express (Q1).

Следующий этап – масштабирование алгоритма. На этом этапе команда лаборатории уже готовится привлекать к сотрудничеству коллег – профессиональных математиков, чтобы продвинуться в создании еще более мощных и точных квантовых устройств.

Проект реализуется в рамках Грантовой программы В.Б. Христенко «Шаг в будущее». Это программа ежегодной финансовой поддержки программы развития Университета в рамках «Приоритет-2030». Гранты предоставляются на проведение перспективных исследований, формирование кадрового резерва и реализацию уникальных образовательных программ (компонентов), определяющих вектор развития ЮУрГУ и Челябинской области.

68 2 1 44

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

30 Sep, 16:30

КВАНТОВЫЙ ПАРАДОКС: ФИЗИКИ ЮУРГУ НАУЧИЛИСЬ ДЕЛАТЬ СВЕТ ЯРЧЕ, ВЫЧИТАЯ ИЗ НЕГО ФОТОНЫ - SOUTH URAL STATE UNIVERSITY

Ученые ЮУрГУ– специалисты в области квантовой оптики – работают над усовершенствованием технологии получения сжатых состояний света. Суть нового подхода заключается в парадоксальной, на первый взгляд, манипуляции: чтобы улучшить точность измерений, физики предлагают либо добавлять, либо вычитать единичные фотоны из светового пучка. И хотя авторы метода шутливо сравнивают его с принципом «пойти туда, не знаю куда», за этой метафорой стоят строгие математические модели, в перспективе открывающие путь к созданию новых квантовых компьютеров.

В квантовом мире свет постоянно «дрожит» – его параметры подвержены случайным флуктуациям (колебаниям). В обычном состоянии эти колебания распределены равномерно. Однако в сжатом состоянии света физики могут «перераспределить» шум: уменьшить его в одной характеристике (например, в амплитуде) за счет увеличения в другой (в фазе). Та «компонента», которая становится почти бесшумной, позволяет регистрировать сверхслабые сигналы, например, колебания пространства-времени при прохождении гравитационных волн.

Несмотря на кажущуюся простоту терминов, «вычесть фотон» – это не механическое удаление «кусочка света». Это строго обоснованная квантовая операция, которая требует стандартного оборудования (линейной оптики и фотон-разрешающего детектора) и не нуждается в особых экзотических кристаллах.

«Самое удивительное, что процедура вычитания фотонов часто приводит к обратному эффекту: выходной свет может стать более ярким, чем входной! В некоторых случаях это позволяет получать макроскопические неклассические состояния. С точки зрения классической физики это нонсенс, но в квантовой логике – обычная практика, к которой нужно просто привыкнуть.

Объяснить данный парадокс в стандартных классических представлениях физически невозможно. Нет никаких классических аналогов того, на что именно это похоже», – отмечает один из разработчиков нового метода – сотрудник лаборатории «Квантовая инженерия света», д.ф.-м.н., профессор Сергей Подошведов.

Отвечая на вопрос, почему добавление или удаление фотона повышает чувствительность света, Сергей Анатольевич с иронией прибегает к образу из фольклора: «Иди туда, не зная куда, принеси то, не знаю что». В квантовой механике результат операции часто не поддается интуитивному классическому объяснению, однако он стабильно воспроизводится в лаборатории.

Интересно, что при определенных условиях процедуры добавления и вычитания фотонов становятся равносильными друг другу, что также имеет строгое математическое обоснование.

Усовершенствованные источники сжатого света находят применение в двух ключевых областях:

Гауссов бозонный сэмплинг. Это специализированная модель квантовых вычислений. Суть задачи: запустить фотоны в сложную сеть зеркал (интерферометр) и зафиксировать, в какие выходные каналы они попадут. Для обычного суперкомпьютера моделирование этого процесса становится экспоненциально сложным с ростом числа фотонов, а квантовая система решает эту задачу «на лету». Это позволяет вычислять сложнейшие математические функции, вроде хафниана (В математике хафниан (или гафниан) – это скалярная функция от симметричной матрицы, обобщающая перманент (постоянство). Хафниан был назван Эдуардо Р. Кайанелло «в честь плодотворного периода его пребывания в Дании, в Копенгагене (Hafnia на латыни))».

63 2 1 44

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

28 Sep, 16:30

. В отличие от обычных численных вычислений, символьные программы работают с самими формулами и выражениями, а не только с конкретными числами. Такой подход особенно важен в задачах, где нужно получить точную математическую структуру результата.

Сам вычислительный этап занял примерно неделю на системе с 96 процессорными ядрами и потребовал около $100 вычислительных ресурсов. Значительно дороже оказалась длительная работа самой языковой модели. По оценке авторов, каждый из двух вариантов решения обошёлся бы обычному пользователю примерно в $1000–2000.

Авторы опубликовали полный набор полученных данных, контрольные значения и описание проверок. Программный процесс также смог заново получить уже известный восьмипетлевой результат. При сравнении тысячи случайно выбранных коэффициентов значения полностью совпали с опубликованными ранее вычислениями.

При этом программы, которые Claude написал непосредственно для расчёта, авторы не опубликовали. У результата остаётся и ещё одно ограничение: полную амплитуду как математическую функцию независимо рассчитали только один раз. Отдельного второго вычисления всей функции, которое полностью повторило бы результат с нуля, пока нет, хотя отдельные части и коэффициенты проверяли несколькими способами.

Почти одновременно к девятому петлевому порядку пришла другая группа исследователей. Учёные опубликовали символьную часть шестиглюонной амплитуды и тоже применяли ИИ, но языковая модель помогала только рассчитывать отдельные ограничения. Общую схему решения при этом разрабатывали люди.

Эксперимент Anthropic поэтому не показывает, что ИИ придумал новую физическую теорию или нашёл неизвестный ранее метод. Claude использовал уже существующие математические подходы и обычные вычислительные ресурсы. Необычным оказался уровень самостоятельности: модель смогла собрать длинную цепочку сложных вычислений, написать код, находить ошибки и довести задачу до проверяемого результата при минимальном участии специалиста.

67 2 1 44

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

28 Sep, 16:30

CLAUDE САМОСТОЯТЕЛЬНО РЕШИЛ ЗАДАЧУ КВАНТОВОЙ ФИЗИКИ ЗА ПРЕЖНИМ ПРЕДЕЛОМ ЧЕЛОВЕЧЕСКИХ РАСЧЁТОВ

Claude смог рассчитать девятый петлевой порядок амплитуды рассеяния шести частиц в планарной суперсимметричной теории Янга-Миллса N=4. Проще говоря, модель решила крайне сложную задачу из квантовой физики, где каждый новый уровень расчёта требует учитывать всё больше возможных взаимодействий между частицами. Ранее исследователи дошли только до восьмого порядка, а Claude несколько дней работал почти самостоятельно, написал необходимый код и получил результат двумя разными способами.

Амплитуда рассеяния позволяет физикам вычислять вероятность того, как частицы поведут себя при столкновении. Квантовая теория описывает множество возможных промежуточных процессов, поэтому точный расчёт обычно строят поэтапно. Такие этапы называют петлевыми порядками: чем выше порядок, тем больше квантовых поправок приходится учитывать и тем быстрее растёт сложность вычислений.

Для большинства практических задач физики ограничиваются одним, двумя или тремя петлевыми порядками. Девятый порядок находится далеко за пределами обычных расчётов даже в специально выбранной теории, математическая структура которой заметно проще многих моделей реального мира.

Claude работал с суперсимметричной теорией Янга-Миллса N=4. Такая модель не описывает непосредственно электроны, протоны или другие наблюдаемые частицы. Физики используют её как удобную математическую среду, где можно исследовать фундаментальные свойства квантовых полей и разрабатывать методы, которые затем могут пригодиться для более реалистичных теорий.

Предыдущий результат на восьмом петлевом порядке появился в 2023 году. Исследователи тогда получили амплитуду через связанную с ней математическую величину, которую называют форм-фактором. Форм-фактор помогает описывать, как определённый оператор квантовой теории взаимодействует с частицами. Специальное математическое соответствие позволило затем восстановить из него нужную амплитуду.

В Anthropic использовали модель Fable 5.1 и среду Claude Science, которая позволяет ИИ долго работать над одной задачей, запускать программы, анализировать результаты и исправлять собственные ошибки. По такому принципу работает ИИ-агент: человек задаёт конечную цель, а система сама разбивает её на последовательность действий и выполняет необходимые промежуточные шаги.

Специалисты Anthropic сформулировали исходную задачу очень кратко: вычислить шестичастичную амплитуду в планарной теории Янга-Миллса N=4 на девятом петлевом порядке. После запуска от Claude в основном требовали продолжать работу и время от времени сообщать о прогрессе. Модель самостоятельно разработала программную реализацию и довела вычисления до конечного результата.

Claude использовал два известных физикам метода. В первом случае модель применила бутстрэппинг. Такой подход начинается с большого набора математически допустимых вариантов решения, после чего известные физические и математические ограничения постепенно исключают неподходящие варианты. В итоге остаётся структура, которая удовлетворяет всем условиям.

Во втором случае Claude отдельно рассчитал форм-фактор, а затем восстановил из него амплитуду с помощью ранее найденного математического соответствия. Совпадение результатов, полученных двумя разными путями, стало одной из основных проверок правильности вычислений.

Для прямого расчёта Claude написал программу на Python с библиотекой SymPy, предназначенной для символьной математики

63 2 1 44

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

27 Sep, 16:30

. Нынешние 74,3 м позволяют подтвердить нахождение объекта примерно в пределах здания или охраняемой зоны, но не определить его положение с точностью смартфонной навигации. Исследователи планируют увеличить дистанцию и уменьшить задержки, чтобы сузить область, в которой может находиться проверяемое устройство.

В перспективе квантовую проверку местоположения предлагают использовать как дополнительный фактор безопасности. Например, сервер сможет разрешать доступ к чувствительной базе только устройству внутри определённого помещения, платёжная система сможет проверить физическое присутствие клиента в нужной точке, а логистическая система подтвердит прибытие ценного груза в заданное место. Такой подход не заменяет GPS, а добавляет к координатам отдельный ответ на более сложный вопрос: можно ли этим координатам доверять.

67 2 1 44

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

27 Sep, 16:30

GPS МОЖНО ОБМАНУТЬ. А ВОТ ОТ КВАНТОВОЙ ФИЗИКИ СПРЯТАТЬСЯ НЕ ПОЛУЧИТСЯ

Исследователи показали способ проверить, действительно ли удалённое устройство находится там, где утверждает, не доверяя координатам, которые устройство сообщает само. В эксперименте две проверяющие станции, разнесённые на 2 км, подтвердили положение устройства с точностью 74,3 м, совместив квантовую оптику с физическим ограничением скорости распространения информации.

Новая схема решает другую задачу, нежели GPS. Спутниковая навигация вычисляет координаты, но при подмене GPS приёмник может принять ложный радиосигнал за настоящий и показать неверное местоположение. Квантовый протокол не определяет координаты вместо GPS, а проверяет, мог ли ответ действительно прийти из заявленной точки.

В опубликованном исследовании используются две станции по разные стороны от проверяемого устройства. Одна отправляет слабый квантовый световой импульс, а обе одновременно передают обычную цифровую информацию. Получив сообщения, устройство должно выбрать правильный способ измерения квантового состояния и немедленно вернуть результат.

Станции проверяют сразу две вещи: правильность ответа и время, за которое он вернулся. Квантовая физика ограничивает возможности злоумышленника незаметно перехватить и воспроизвести переданное состояние, а теория относительности не позволяет сообщникам обмениваться информацией быстрее света. Поэтому устройство, которое находится в другом месте, должно либо ошибиться при измерении, либо опоздать с ответом.

Временная задержка здесь напрямую превращается в погрешность координат. Каждая дополнительная наносекунда увеличивает неопределённость примерно на 30 см. В экспериментальной установке максимальная задержка ответа достигала 247,8 нс, что дало пространственную точность 74,3 м. Квантово-оптическая часть системы при этом работала с ошибкой 0,27%.

Для эксперимента исследователи отказались от сложных источников одиночных фотонов и использовали слабые когерентные световые импульсы, которые можно получать обычными лазерами. Интенсивность таких импульсов можно регулировать, компенсируя часть потерь в оптическом тракте. Классические данные передавались параллельно на нескольких длинах волн, а вычисления выполняло специализированное оборудование с задержкой менее 118 нс.

Классические схемы проверки местоположения без дополнительного доверенного секрета уязвимы для ретрансляции: два сообщника могут перехватывать запросы с разных сторон и пересылать их дальше, создавая впечатление, что устройство находится между проверяющими станциями. В квантовом варианте такой обмен становится значительно сложнее, поскольку атакующему одновременно приходится работать с квантовым состоянием и укладываться в жёсткий предел времени.

При этом авторы не утверждают, что протокол уже защищён от любого возможного квантового противника. Для использованной конфигурации расчёты показывают, что атакующему пришлось бы непрерывно поддерживать вспомогательные квантовые ресурсы примерно на частоте 10 МГц. Если считать таким ресурсом квантовую запутанность, требуемый уровень более чем на два порядка превосходит возможности современных систем, однако исследователи отдельно отмечают, что подобное предположение ещё требует более строгого анализа безопасности.

Практическое применение пока ограничивают расстояние, потери света и задержки оборудования

63 2 1 44

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

25 Sep, 16:30

. Нынешние 74,3 м позволяют подтвердить нахождение объекта примерно в пределах здания или охраняемой зоны, но не определить его положение с точностью смартфонной навигации. Исследователи планируют увеличить дистанцию и уменьшить задержки, чтобы сузить область, в которой может находиться проверяемое устройство.

В перспективе квантовую проверку местоположения предлагают использовать как дополнительный фактор безопасности. Например, сервер сможет разрешать доступ к чувствительной базе только устройству внутри определённого помещения, платёжная система сможет проверить физическое присутствие клиента в нужной точке, а логистическая система подтвердит прибытие ценного груза в заданное место. Такой подход не заменяет GPS, а добавляет к координатам отдельный ответ на более сложный вопрос: можно ли этим координатам доверять.

59 2 1 44

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

25 Sep, 16:30

GPS МОЖНО ОБМАНУТЬ. А ВОТ ОТ КВАНТОВОЙ ФИЗИКИ СПРЯТАТЬСЯ НЕ ПОЛУЧИТСЯ

Исследователи показали способ проверить, действительно ли удалённое устройство находится там, где утверждает, не доверяя координатам, которые устройство сообщает само. В эксперименте две проверяющие станции, разнесённые на 2 км, подтвердили положение устройства с точностью 74,3 м, совместив квантовую оптику с физическим ограничением скорости распространения информации.

Новая схема решает другую задачу, нежели GPS. Спутниковая навигация вычисляет координаты, но при подмене GPS приёмник может принять ложный радиосигнал за настоящий и показать неверное местоположение. Квантовый протокол не определяет координаты вместо GPS, а проверяет, мог ли ответ действительно прийти из заявленной точки.

В опубликованном исследовании используются две станции по разные стороны от проверяемого устройства. Одна отправляет слабый квантовый световой импульс, а обе одновременно передают обычную цифровую информацию. Получив сообщения, устройство должно выбрать правильный способ измерения квантового состояния и немедленно вернуть результат.

Станции проверяют сразу две вещи: правильность ответа и время, за которое он вернулся. Квантовая физика ограничивает возможности злоумышленника незаметно перехватить и воспроизвести переданное состояние, а теория относительности не позволяет сообщникам обмениваться информацией быстрее света. Поэтому устройство, которое находится в другом месте, должно либо ошибиться при измерении, либо опоздать с ответом.

Временная задержка здесь напрямую превращается в погрешность координат. Каждая дополнительная наносекунда увеличивает неопределённость примерно на 30 см. В экспериментальной установке максимальная задержка ответа достигала 247,8 нс, что дало пространственную точность 74,3 м. Квантово-оптическая часть системы при этом работала с ошибкой 0,27%.

Для эксперимента исследователи отказались от сложных источников одиночных фотонов и использовали слабые когерентные световые импульсы, которые можно получать обычными лазерами. Интенсивность таких импульсов можно регулировать, компенсируя часть потерь в оптическом тракте. Классические данные передавались параллельно на нескольких длинах волн, а вычисления выполняло специализированное оборудование с задержкой менее 118 нс.

Классические схемы проверки местоположения без дополнительного доверенного секрета уязвимы для ретрансляции: два сообщника могут перехватывать запросы с разных сторон и пересылать их дальше, создавая впечатление, что устройство находится между проверяющими станциями. В квантовом варианте такой обмен становится значительно сложнее, поскольку атакующему одновременно приходится работать с квантовым состоянием и укладываться в жёсткий предел времени.

При этом авторы не утверждают, что протокол уже защищён от любого возможного квантового противника. Для использованной конфигурации расчёты показывают, что атакующему пришлось бы непрерывно поддерживать вспомогательные квантовые ресурсы примерно на частоте 10 МГц. Если считать таким ресурсом квантовую запутанность, требуемый уровень более чем на два порядка превосходит возможности современных систем, однако исследователи отдельно отмечают, что подобное предположение ещё требует более строгого анализа безопасности.

Практическое применение пока ограничивают расстояние, потери света и задержки оборудования

61 2 1 44

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

24 Sep, 16:30

. Нынешние 74,3 м позволяют подтвердить нахождение объекта примерно в пределах здания или охраняемой зоны, но не определить его положение с точностью смартфонной навигации. Исследователи планируют увеличить дистанцию и уменьшить задержки, чтобы сузить область, в которой может находиться проверяемое устройство.

В перспективе квантовую проверку местоположения предлагают использовать как дополнительный фактор безопасности. Например, сервер сможет разрешать доступ к чувствительной базе только устройству внутри определённого помещения, платёжная система сможет проверить физическое присутствие клиента в нужной точке, а логистическая система подтвердит прибытие ценного груза в заданное место. Такой подход не заменяет GPS, а добавляет к координатам отдельный ответ на более сложный вопрос: можно ли этим координатам доверять.

77 2 1 44

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

24 Sep, 16:30

GPS МОЖНО ОБМАНУТЬ. А ВОТ ОТ КВАНТОВОЙ ФИЗИКИ СПРЯТАТЬСЯ НЕ ПОЛУЧИТСЯ

Исследователи показали способ проверить, действительно ли удалённое устройство находится там, где утверждает, не доверяя координатам, которые устройство сообщает само. В эксперименте две проверяющие станции, разнесённые на 2 км, подтвердили положение устройства с точностью 74,3 м, совместив квантовую оптику с физическим ограничением скорости распространения информации.

Новая схема решает другую задачу, нежели GPS. Спутниковая навигация вычисляет координаты, но при подмене GPS приёмник может принять ложный радиосигнал за настоящий и показать неверное местоположение. Квантовый протокол не определяет координаты вместо GPS, а проверяет, мог ли ответ действительно прийти из заявленной точки.

В опубликованном исследовании используются две станции по разные стороны от проверяемого устройства. Одна отправляет слабый квантовый световой импульс, а обе одновременно передают обычную цифровую информацию. Получив сообщения, устройство должно выбрать правильный способ измерения квантового состояния и немедленно вернуть результат.

Станции проверяют сразу две вещи: правильность ответа и время, за которое он вернулся. Квантовая физика ограничивает возможности злоумышленника незаметно перехватить и воспроизвести переданное состояние, а теория относительности не позволяет сообщникам обмениваться информацией быстрее света. Поэтому устройство, которое находится в другом месте, должно либо ошибиться при измерении, либо опоздать с ответом.

Временная задержка здесь напрямую превращается в погрешность координат. Каждая дополнительная наносекунда увеличивает неопределённость примерно на 30 см. В экспериментальной установке максимальная задержка ответа достигала 247,8 нс, что дало пространственную точность 74,3 м. Квантово-оптическая часть системы при этом работала с ошибкой 0,27%.

Для эксперимента исследователи отказались от сложных источников одиночных фотонов и использовали слабые когерентные световые импульсы, которые можно получать обычными лазерами. Интенсивность таких импульсов можно регулировать, компенсируя часть потерь в оптическом тракте. Классические данные передавались параллельно на нескольких длинах волн, а вычисления выполняло специализированное оборудование с задержкой менее 118 нс.

Классические схемы проверки местоположения без дополнительного доверенного секрета уязвимы для ретрансляции: два сообщника могут перехватывать запросы с разных сторон и пересылать их дальше, создавая впечатление, что устройство находится между проверяющими станциями. В квантовом варианте такой обмен становится значительно сложнее, поскольку атакующему одновременно приходится работать с квантовым состоянием и укладываться в жёсткий предел времени.

При этом авторы не утверждают, что протокол уже защищён от любого возможного квантового противника. Для использованной конфигурации расчёты показывают, что атакующему пришлось бы непрерывно поддерживать вспомогательные квантовые ресурсы примерно на частоте 10 МГц. Если считать таким ресурсом квантовую запутанность, требуемый уровень более чем на два порядка превосходит возможности современных систем, однако исследователи отдельно отмечают, что подобное предположение ещё требует более строгого анализа безопасности.

Практическое применение пока ограничивают расстояние, потери света и задержки оборудования

70 2 1 44

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

24 Sep, 08:58

🤩 𝐄𝐕𝐈𝐋 #𝐆𝐀𝐃 🤩
Реальная магия. Реальные результаты.

Что вы найдете здесь:
🤩 Переводы статей, книг, манускриптов
🤩 Описание и анализ ритуалов
🤩 Эксперименты в реальном времени
🤩 Расклады таро, консультации, магические услуги
🤩 Обзоры литературы

КАНАЛ | БИБЛИОТЕКА | ЧАТ-ФЛУДИЛКА | ЛИЧНЫЙ БЛОГ

ПЕРЕЙТИ В ПРОЕКТ

ДОБАВИТЬ ПАПКУ ⛧BALГ

ПОДПИСКА НА БАЗУ С РИТУАЛАМИ

66 2 1 47

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

23 Sep, 16:32

Амир Сафави-Наини также является участником научных программ Stanford Q-FARM и Bio-X. Результаты исследования опубликованы в журнале Science. Работа демонстрирует, что механические колебания могут не просто обладать квантовыми свойствами, но и позволять исследователям непосредственно наблюдать за отдельными квантовыми переходами. Это создает основу для дальнейших экспериментов с квантовыми вычислениями, сенсорами и технологиями, использующими звук.

61 2 1 47

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

23 Sep, 16:32

. В этом эксперименте он выполнял еще одну роль – чрезвычайно чувствительного детектора.

"Нам пришлось постоянно разрабатывать новые процессы, чтобы создать этот чрезвычайно долговечный вибрирующий объект, а затем интегрировать его с кубитом, нашим маленьким электрическим детектором, не разрушив ни одну из подсистем", – пояснил Макихара, недавно завершивший докторскую программу в Стэнфорде.

Кубит многократно проверял механический резонатор в течение примерно 2 миллисекунд его вибрации. Он определял, находится ли фонон в состоянии 1 или 0. Повторение таких измерений позволило исследователям определить момент квантового перехода.

Поможет ли это создать более совершенные квантовые компьютеры?

Ученые рассматривают полученный результат как один из первых шагов к использованию звука в качестве полноценной квантовой платформы.

Одним из потенциальных направлений является квантовая коррекция ошибок. Квантовые компьютеры способны выполнять вычисления, которые в определенных задачах могут быть недоступны для традиционных компьютеров. Однако квантовые состояния чрезвычайно хрупки, поэтому ошибки могут возникать еще до завершения расчета.

Во многих квантовых системах квантовый скачок может быть признаком того, что произошла ошибка. Проблема заключается в том, что обнаруживать такие переходы сложно. Возможность постоянно наблюдать за квантовыми скачками в механической системе потенциально дает исследователям новый инструмент для обнаружения и исправления подобных ошибок.

Впрочем, нынешняя работа еще не означает появление нового типа квантового компьютера. Исследование демонстрирует возможность контролировать и измерять квантовое поведение механической системы, а практическое использование этого свойства потребует дальнейших экспериментов.

Еще одно направление связано со сверхточными измерениями. Сочетание механического резонатора с кубитом может превратиться в очень чувствительную платформу для обнаружения малейших изменений в системе. Группа Сафави-Наини уже сотрудничает с командой физика Майкла Рукса из Калифорнийского технологического института, чтобы проверить, можно ли использовать эту систему для обнаружения и идентификации белков внутри клеток.

Если такой подход сработает, технология может найти применение в биологических исследованиях и сенсорике. Однако пока это направление дальнейших исследований, а не готовая медицинская или диагностическая технология.

Более точное управление звуком может понадобиться не только в квантовой физике

Потенциальное влияние открытия не ограничивается лабораторными квантовыми системами. Звук и механические колебания уже используются в смартфонах и других электронных устройствах.

По словам Эрика Сзакиеля, полученные результаты демонстрируют возможность чрезвычайно точного контроля над звуком. В перспективе это может помочь создавать новые устройства, для которых акустические или механические колебания являются фундаментальной частью работы.

"Это показывает, что мы можем добиться невероятно точного контроля над звуком. Это может означать, что устройства, использующие звук в качестве фундаментальной технологии, смогут стать значительно лучше", – сказал Сзакиель.

В исследовании также принимали участие Дэвид Шустер, профессор прикладной физики Стэнфордского университета, Шеннон Харви из Национальной ускорительной лаборатории SLAC, Михир Пендхаркар из лаборатории Эдварда Л. Гинцтона, бывшая докторантка Рэйчел Грюенке-Фройденштайн, а также докторанты Оливер Хичкок, Мэтью Максимович и Каве Пежешки.

62 2 1 47

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

23 Sep, 16:32

УЧЕНЫЕ ВПЕРВЫЕ НАБЛЮДАЛИ, КАК ЗВУК СОВЕРШАЕТ КВАНТОВЫЙ СКАЧОК – ЧТО ЭТО ОЗНАЧАЕТ

Ученые из Стэнфордского университета впервые непосредственно наблюдали квантовые скачки звука в механическом резонаторе. Об этом пишет Sciencedaily.

Как звук может совершать квантовые скачки?

Исследование возглавил физик Амир Сафави-Наини, доцент кафедры прикладной физики Школы гуманитарных и естественных наук Стэнфордского университета.

Квантовый скачок – это внезапный переход системы из одного энергетического состояния в другое. Это явление стало одним из фундаментальных понятий квантовой физики еще в начале XX века. Первые экспериментальные наблюдения квантовых скачков в захваченных ионах были проведены в 1986 году. В 2007 году ученые смогли наблюдать аналогичное поведение фотонов – фундаментальных частиц света.

Со звуком ситуация сложнее. В повседневной жизни кажется, что вибрация постепенно ослабевает. Например, после удара звон постепенно затихает, а его энергия как будто непрерывно уменьшается.

На квантовом уровне картина иная. Энергия механической системы может изменяться отдельными дискретными порциями. Наименьшей квантовой единицей звуковой волны является фонон – квант коллективного движения большого количества атомов.

Именно отдельные фононы исследователи смогли отследить в ходе эксперимента.

Это исследование показывает, что оно позволит нам двигаться дальше в создании новых квантовых технологий, связанных со звуком. "Мы увидели, что вибрирующие объекты могут демонстрировать квантовое поведение, а это необходимое условие для многих операций, требуемых в квантовых вычислениях и сенсорах", – сказал Амир Сафави-Наини.

Как ученым удалось увидеть отдельный фонон?

Для эксперимента исследователи создали крошечный механический резонатор с помощью технологий производства микросхем. Его небольшой размер в будущем может позволить размещать много таких устройств на одном чипе.

Однако главной особенностью резонатора стала не только его миниатюрность. Устройство способно очень долго сохранять вибрацию. По принципу работы оно напоминает крошечный камертон. Резонатор может продолжать вибрировать примерно 2 миллисекунды. Для такого микроскопического устройства это чрезвычайно длительное время.

Исследователи приводят наглядную аналогию: если бы обычный камертон обладал такой же способностью сохранять вибрацию относительно своего размера, он продолжал бы звучать в течение нескольких часов.

Именно длительное время затухания, или ringdown time, дало команде возможность многократно измерять состояние резонатора. Ученые смогли собрать сотни измерений и установить момент, когда колебание исчезало, а система переходила из энергетического состояния 1 в состояние 0. То есть исследователи не просто получили косвенные доказательства квантового поведения звука. Они смогли отследить отдельные переходы непосредственно в ходе эксперимента.

Почему измерить квантовое состояние было так сложно?

Одной из самых больших проблем стал сам процесс измерения. Квантовые системы чрезвычайно чувствительны к внешнему воздействию, поэтому попытка проверить их состояние может изменить его.

Команде нужно было создать систему, которая позволила бы постоянно контролировать механический резонатор, не разрушив его хрупкое квантовое состояние. Такума Макихара и Эрик Сзакиель, ставшие первыми соавторами исследования, разработали способ соединения механического резонатора со сверхпроводящим кубитом.

Кубит – это электрическая схема, способная хранить квантовую информацию

61 2 1 47

Купить живой трафик

Telegram Analytics

SearcheeBot

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

Kanal geosi va tili

Toifa

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

499

Kanalda mashhur

Sayt tili

Купить живой трафик

Telegram Analytics

SearcheeBot

𝕼𝖚𝖆𝖓𝖙𝖚𝖒 (𝖍𝖙𝖔𝖓')

Kanal geosi va tili

Toifa

499

Kanalda mashhur