Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Położyli podwaliny pod kwantową globalną sieć komunikacyjną
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Artemis I to przede wszystkim misja testowa, której celem jest sprawdzenie rakiety SLS i kapsuły załogowej Orion. Jednak stała się ona też okazją do wysłania w przestrzeń kosmiczną licznych instrumentów naukowych. Wraz z Orionem SLS wyniosła szereg niewielkich satelitów typu CubeSat, żagle słoneczne, glony i fantomy do badania promieniowania kosmicznego.
Urządzenia CubeSat umieszczono w Orion Stage Adapter, który łączy Interim Cryogenic Propulsion Stage z modułem serwisowym autorstwa Europejskiej Agencji Kosmicznej i Orionem. W ten sposób wysłano 10 niewielkich satelitów. Trzy nie były gotowe na czas, stąd puste miejsca na prezentowanym zdjęciu.
Wspomniane CubeSat to:
- LunaH-Map, którego zadaniem będzie zbadanie ilości i rozkładu lodu na Księżycu,
- Omotenashi, który ma uderzyć w powierzchnię Srebrnego Globu z prędkością 2500 m/s i zbadać radioaktywność wznieconego pyłu,
- Equuelus – poleci do punktu libracyjnego L2, a po drodze zademonstruje precyzyjne manewry za pomocą silnika strumieniowego wykorzystującego wodę. W L2 będzie obserwował Księżyc oraz plazmę wokół Ziemi,
- Lunar Ice Cube to misja podobna do LunaH-Map. Dodatkowo stelita będzie badał obieg wody na Księżycu,
- LunIR ma na pokładzie nowatorski czujnik wysokotemperaturowy pracujący w średniej podczerwieni. Najpierw stworzy obraz termiczny powierzchni Księżyca, a następnie uda się w podróż w głębsze regiony kosmosu, podczas której za pomocą czujnika będzie obrazował gwiazdy,
- ArgoMoon wykorzysta swój mikronapęd do manewrowania wokół Artemis Interim Cryogenic Propulsion Stage. Wykona jego zdjęcia, które przydadzą się inżynierom. Następnie wejdzie na orbitę eliptyczną wokół Ziemi, skąd zacznie wykonywać fotografie Ziemi i Księżyca,
- Team Miles używa 12 plazmowych silników strumieniowych na wodę. Jego twórcy mają nadzieję, że dzięki nim przeleci 96 milionów kilometrów i spróbuje nawiązać łączność radiową z Ziemią za pomocą nowatorskiego oprogramowania,
- NEA Scout to co prawda CubeSat ale rozwinie on imponujący żagiel słoneczny o powierzchni 80 metrów kwadratowych. Dzięki żaglowi poleci do odległej o 150 milionów kilometrów asteroidy. A na miejscu wykona jej pomiary, zdjęcia, dokładnie określi jej położenie w przestrzeni kosmicznej, kształ, właściwości jej obrotu, zbada znajdujący się wokół niej pył oraz właściwości regolitu,
- BioSentinel – to jedyny CubeSat z eksperymentem biologicznym. Ma na pokładzie specjalnie zmodyfikowane drożdże. Są one wraźliwe na promieniowanie kosmiczne. Drożdże będą nawadniane w różnych odstępach czasowych i będzie badany stopień ich uszkodzenia przez promienie kosmiczne. Eksperyment ma pokazać, jak lepiej chronić astronautów poza Ziemią,
- CuSP zabrał ze sobą niewielką kosmiczną stacje pogodową, która mierzy pola magnetyczne oraz nisko- i wysokoenergetyczne cząstki. Jeśli eksperyment się powiedzie, w przyszłości wokół Słońca zostanie rozmieszczona cała flotylla takich pojazdów, dzięki czemu lepiej będziemy rozumieli naszą gwiazdę.
Wewnątrz Oriona umieszczono zaś trzy manekiny. Pierwszy z nich, Moonikin Campos, znajduje się na miejscu dowódcy Oriona i ubrany jest w kombinezon Orion Crew Survival System, zdolny do utrzymania człowieka przy życiu przez 6 dni. Czujniki na manekinie mierzą promieniowanie, przyspieszenie i wibracje, jakim będzie poddawany w czasie misji.
Dwa pozostałe manekiny to Helga i Zohar, a każdy z nich został wyposażony w ponad 6000 miniaturowych czujników promieniowania. A raczej każda, gdyż manekiny mają wiernie oddawać organizm kobiety, który ma więcej wrażliwej na promieniowanie tkanki niż organizm mężczyzny. Zohar została ubrana dodatkowo w kamizelkę ochronną AstroRad, by sprawdzić, na ile jest ona efektywna.
Ponadto na pokładzie Oriona znalazł się Biology Experiment-1. Jego zadaniem jest sprawdzenie wpływu pobytu w przestrzeni kosmicznej na różnego typu próbki biologiczne. Są to nasiona, glony, grzyby i drożdże.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Na australijskim University of Queensland powstał pierwszy mikroskop wykorzystujący efekt splątania kwantowego, który przewyższa obecnie dostępne mikroskopy. Pozwala on dostrzec niewidoczne dotychczas struktury biologiczne. Mikroskop będzie niezwykle przydatny w biotechnologii, a wykorzystane przezeń techniki mogą znaleźć szereg zastosowań od nawigacji po obrazowanie medyczne.
Ten przełom pozwoli na rozwój wielu nowych technologii, od doskonalszych systemów nawigacyjnych po lepsze maszyny do rezonansu magnetycznego, mówi profesor Warwick Bowen z Quantum Optics Lab i ARC Centre of Excellence for Engineered Quantum Systems.
W końcu pokazaliśmy czujnik, który przewyższa istniejące technologie niekwantowe. To niezwykle ekscytujące. Mamy tutaj pierwszy dowód na to, że wykorzystanie splątania kwantowego w obrazowaniu może prowadzić do całkowitej zmiany paradygmatu, stwierdza Bowen.
W opracowanej przez australijską armię Quantum Technology Roadmap, czujniki kwantowe mają dokonać rewolucji w dziedzinie opieki zdrowotnej, inżynierii, transporcie czy wykorzystaniu surowców.
Największym osiągnięciem australijskich naukowców jest przekroczenie niepokonanej dotychczas bariery, z którą zmagała się mikroskopia optyczna. Najlepsze mikroskopy optyczne wykorzystują lasery, których światło jest miliardy razy jaśniejsze niż światło słoneczne. Delikatne systemy biologiczne, jak ludzkie komórki, mogą przetrwać w takich warunkach jedynie przez krótki czas. To poważny problem. Tymczasem dzięki kwantowemu splątaniu uzyskaliśmy w naszym mikroskopie 35-procentową poprawę jakości obrazu bez jednoczesnego niszczenia komórek. To pozwoliło nam na zobrazowanie miniaturowych struktur, które normalnie pozostałyby niewidoczne, wyjaśnia Bowen.
Badania Australijczyków zostały opisane na łamach Nature. Były one finansowane przez Biuro Badań Naukowcy US Air Force oraz Australian Resarch Council.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Zegary atomowe to najbardziej precyzyjne narzędzie do pomiaru czasu. Wykorzystuje się w nich lasery, które mierzą wibracje atomów drgających ze stałą częstotliwością. Obecnie najbardziej precyzyjne zegary atomowe mierzą czas tak dokładnie, że gdyby istniały od początku wszechświata to spóźniłyby się lub przyspieszyły o nieco ponad pół sekundy. Okazuje się jednak, że mogą być jeszcze bardziej precyzyjne.
Naukowy z MIT doszli do wniosku, że jeśli zegary atomowe z większą precyzją mierzyłyby drgania atomów, można by za ich pomocą wykrywać ciemną materię czy fale grawitacyjne. Na łamach Nature poinformowali właśnie, że stworzyli zegar atomowy mierzący nie chmurę swobodnie drgających atomów, ale atomów ze sobą splątanych. Uczeni informują, że jeśli najnowocześniejsze zegary atomowe przystosuje się do pracy ze splątanymi atomami według ich pomysłu, to ich precyzja zwiększy się co najmniej czterokrotnie. Takie zegary, istniejące od początku wszechświata, przyspieszyłyby lub opóźniły o mniej niż... 100 milisekund.
Gdy tylko ludzie zaczęli mierzyć czas, korzystali przy tym z regularnych zjawisk, jak np. wędrówka Słońca po nieboskłonie. Obecnie najlepszym dostępnym nam regularnym zjawiskiem są drgania atomów. Perfekcyjny pomiar czasu polegałby na obserwacji drgań pojedynczego atomu. Jednak atomy są tak małe, że podlegają zasadom mechaniki kwantowej. Pomiar zmienia ich stan. Dopiero wiele takich pomiarów i uśrednienie ich wyników daje poszukiwaną wartość. Jeśli zwiększymy liczbę atomów i uśrednimy wynik z nich otrzymywany, to dostaniemy prawidłową odpowiedź, mówi Simone Colombo z MIT. Dlatego też współczesne zegary atomowe pracują z chmurami tysięcy atomów.
Typowy zegar atomowy wykorzystuje lasery do umieszczenia schłodzonych atomów w pułapce. Inny, bardzo stabilny laser, jest zaś odpowiedzialny za rejestrowanie drgań tych atomów. Mimo tego, wciąż istnieje pewien margines błędu. I tutaj właśnie, jak przekonują naukowcy z MIT, pomoże kwantowe splątanie atomów. Uczeni stwierdzili, że jeśli atomy zostaną splątane, ich indywidualne oscylacje zostaną bardziej ograniczone i będą bardziej pasowały do drgań całej grupy, zatem odchylenia będą mniejsze niż w przypadku atomów niesplątanych.
Profesor Vladan Vuletic i jego koledzy splątali około 350 atomów iterbu, których częstotliwość drgań jest podobna jak światła widzialnego. Oznacza to, że w ciągu sekundy jeden atom iterbu drga 100 000 razy częściej niż atom cezu.
Uczeni wykorzystali standardową technikę chłodzenia atomów i zamknięcia ich we wnęce optycznej utworzonej z dwóch luster. Następnie wysłali do wnęki promień lasera, który odbijał się pomiędzy lustrami, wchodząc w tysiące interakcji z atomami. Światło utworzyło kanał komunikacyjny pomiędzy atomami. Pierwszy atom, z którym się spotkało, nieco je zmodyfikował, światło zmodyfikowało drugi atom, potem trzeci i tak dalej. I w ciągu wielu cykli atomy „poznały się nawzajem” i zaczęły podobnie się zachowywać, mówi Chi Shu.
W ten sposób naukowcy splątali ze sobą atomy, a następnie wykorzystali laser do pomiaru ich częstotliwości. Gdy porównali swój zegar z zegarem z niesplątanymi atomami stwierdzili, że ich osiąga pożądaną precyzję czterokrotnie szybciej. Zawsze można uczynić zegar bardziej precyzyjny dokonując dłuższego pomiaru. Pytanie jednak brzmi, ile czasu potrzeba, by osiągnąć wymaganą precyzję. Wiele zjawisk musi być mierzonych niezwykle szybko, mówi Vuletic.
Zdaniem naukowca tak udoskonalone zegary atomowe mogą dać nam odpowiedź na wiele intrygujących pytań. Czy w miarę starzenia się wszechświata światło zmienia prędkość? Czy zmienia się ładunek elektronu?, takie właśnie kwestie chcą rozstrzygać naukowcy dysponujący zegarami atomowymi.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Fizycy z Chin zaprezentowali wersję gry go opierającą się na mechanice kwantowej. W swojej symulacji naukowcy wykorzystali splątane fotony do ustawiania kamieni na planszy, zwiększając w ten sposób trudność gry. Ich technologia może posłużyć jako pole testowe dla sztucznej inteligencji.
Wielkim wydarzeniem końca XX wieku było pokonanie arcymistrza szachowego Garry'ego Kasparowa przez superkomputer Deep Blue. Jednak go stanowiło znacznie trudniejsze wyzwanie. Ta gra o bardzo prostych zasadach posiada bowiem więcej kombinacji niż szachy. Jednak 20 lat później, w 2016 roku dowiedzieliśmy się, że SI pokonała mistrza go.
Jednak szachy i go to gry o tyle łatwe dla komputerów, że na bieżąco znany jest stan rozgrywki. Nie ma tutaj ukrytych elementów. Wiemy co znajduje się na planszy i co znajduje się poza nią. Zupełnie inne wyzwanie stanowią takie gry jak np. poker czy mahjong, gdzie dochodzi element losowy, nieznajomość aktualnego stanu rozgrywki – nie wiemy bowiem, co przeciwnik ma w ręku – czy też w końcu blef. Także i tutaj maszyny radzą sobie lepiej. Przed rokiem informowaliśmy, że sztuczna inteligencja wygrała w wieloosobowym pokerze.
Xian-Min Jin z Szanghajskiego Uniwersytetu Jiao Tong i jego koledzy postanowili dodać element niepewności do go. Wprowadzili więc doń mechanikę kwantową. „Kwantowe go” zostało po raz pierwszy zaproponowane w 2016 roku przez fizyka Andre Ranchina do celów edukacyjnych. Chińczycy wykorzystali tę propozycję do stworzenia systemu, który ma podnosić poprzeczkę sztucznej inteligencji wyspecjalizowanej w grach.
W standardowej wersji go mamy planszę z 19 liniami poziomymi i 19 pionowymi. Na przecięciach linii gracze na przemian układają swoje kamienie, starając się ograniczyć nimi jak największy obszar planszy. W kwantowej wersji go ustawiana jest natomiast para splątanych kamieni. Oba kamienie pozostają na planszy dopóty, dopóki nie zetkną się z kamieniem z sąsiadującego pola. Wówczas dochodzi do „pomiaru”, superpozycja kamieni zostaje zniszczona i na planszy pozostaje tylko jeden kamień, a nie splątana para.
W go gracz może zbić kamienie przeciwnika wówczas, gdy ustawi swoje kamienie na wszystkich sąsiadujących z przeciwnikiem polach. Jednak by do takiej sytuacji doszło w „kwantowym go” wszystkie otoczone kamienie przeciwnika muszą być kamieniami klasycznymi, żaden z nich nie może pozostawać w superpozycji z innym kamieniem na planszy. Jednak gracze nie wiedzą, który z kamieni w jakim stanie się znajduje, dopóki nie dokonają pomiaru.
Jin i jego koledzy wyjaśniają, że ich symulacja pozwala na dostrojenie procesu pomiaru poprzez manipulacje splątaniem. Jeśli kamienie w danej parze są splątane w sposób maksymalny, to wynik pomiaru będzie całkowicie przypadkowy, nie potrafimy przewidzieć, który z kamieni po pomiarze pozostanie na planszy. Jeśli jednak splątanie będzie mniej doskonałe, jeden z kamieni będzie miał większą szansę na pozostanie na planszy. To prawdopodobieństwo będzie znane tylko temu graczowi, do którego kamień należy. Gra traci w tym momencie swoją całkowitą nieprzewidywalność, jednak pozostaje w niej duży element niedoskonałej informacji.
Chińczycy przekuli teorię na praktykę tworząc pary splątanych fotonów, które były wysyłane do rozdzielacza wiązki, a wynik takiego działania był mierzony za pomocą czterech wykrywaczy pojedynczych fotonów. Jeden zestaw wyników reprezentował „0” a inny „1”. W ten sposób oceniano prawdopodobieństwo zniknięcia jednej z części pary wirtualnych kamieni ustawianych na przypadkowo wybranych przecięciach linii przez internetowe boty.
Poprzez ciągłe generowanie splątanych fotonów i przechowywaniu wyników pomiarów naukowcy zebrali w ciągu godziny około 100 milionów możliwych wyników zniknięcia stanu splątanego. Taka ilość danych pozwala na przeprowadzenie dowolnej rozgrywki w go. Uczeni, analizując rozkład zer i jedynek w czasie potwierdzili, że nie występuje znacząca korelacja pomiędzy następującymi po sobie danymi. Tym samym, dane są rzeczywiście rozłożone losowo.
Jin mówi, że rzeczywista złożoność i poziom trudności kwantowego go pozostają kwestią otwartą. Jednak, zwiększając rozmiary wirtualnej planszy i włączając do tego splątanie, można – jego zdaniem – zwiększyć trudność samej gry do takiego stopnia, by dorównywała ona takim grom jak mahjong, gdzie większość informacji jest ukrytych. Dzięki temu kwantowe go może stać się obiecującą platformą do testowania nowych algorytmów sztucznej inteligencji.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
MarCo, dwa miniaturowe satelity typu CubeSat, które zostały wysłane w kierunku Marsa w ramach misji InSight, przestały komunikować się z Ziemią. Urządzenie, nazwane EVE i WALL-E, odniosły sukces i udowodniły, że możliwe jest badanie przestrzeni kosmicznej za pomocą tanich miniaturowych satelitów.
Gdy pojawił się pomysł na dodanie MarCO do misji InSight uznawano, że sukcesem będzie, jeśli satelity w ogóle dotrą do Marsa. Ich misja miała na celu tylko i wyłącznie sprawdzenie, czy pod względem technologicznym tego typu urządzenia są gotowe do pracy w głębszym kosmosie. W ramach testów EVE i WALL-E służyły jako pośrednicy w komunikacji pomiędzy Ziemią a lądującą na Marsie misją InSight. Ponadto WALL-E przesłał kilka fotografii Marsa. Oba CubeSaty minęły Czerwoną Planetę i poleciały dalej.
Ostatni sygnał od WALL-E odebrano 29 grudnia, a od EVE – 4 stycznia. Z obliczeń ich trajektorii wynika, że WALL-E znajduje się obecnie 1,8 miliona kilometrów za Marsem, a EVE dzieli od Marsa 3,2 miliona kilometrów.
Zespół odpowiedzialny za misję ma kilka teorii dotyczących powodów, dla których CubeSaty zamilkły. Wiadomo na przykład, że w WALL-E pojawił się problem z napędem, który mógł spowodować, że urządzenie porusza się w sposób niekontrolowany i utraciło zdolność do wysyłania i odbierania komend. Oba MarCO znajdują się na orbicie okołosłonecznej, a im dalej od Ziemi odlecą, tym bardziej precyzyjnie muszą celować swoimi antenami w naszą planetę. Specjaliści spróbują jeszcze skontaktować się z WALL-E i EVE latem. Jest jednak mało prawdopodobne, by satelity odpowiedziały.
Mimo to, misja MarCO uznawana jest za spektakularny sukces. W tej misji chodziło tylko o przesunięcie granic miniaturyzacji i sprawdzenie, jak daleko nas to zaprowadzi. Przyszłe CubeSaty mogą polecieć jeszcze dale", cieszy się główny inżynier misji, Andy Klesh.
CubeSaty można produkować tanio i szybko w porównaniu z innymi satelitami służącymi do badania dalszych części przestrzeni kosmicznej. To zaś oznacza, że zamiast planować misję z wyprzedzeniem przekraczającym 10 lat i wydawać na nią setki milionów dolarów, możliwe będzie znacznie szybsze przygotowanie tańszej misji, w której wezmą udział same CubeSaty.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.