Niemcy inwestują miliardy w komputer kwantowy
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Komputery kwantowe mają rozwiązywać problemy, z którymi nie radzą sobie komputery klasyczne. Maszyny, które udało się zbudować, bazują zwykle na superpozycji stanów elektronicznych, na przykład na dwóch różnych ładunkach. Problem w tym, że kubity elektromagnetyczne szybko ulegają dekoherencji, tracą swój stan kwantowy. Wówczas superpozycja ulega zniszczeniu i nie mamy już do czynienia z kubitem. To obecnie znacząco ogranicza możliwości komputerów kwantowych. Wkrótce jednak może się to zmienić, gdyż naukowcy z Federalnego Instytutu Technologii w Zurychu stworzyli długo działający mechaniczny kubit.
Szwajcarski kubit to miniaturowa wersja membrany instrumentu perkusyjnego. Zachowuje się ona w sposób podobny do kota Schrödingera – jednocześnie wibruje i nie wibruje. Jest więc w superpozycji. Wykorzystanie mechanicznego kubitu mogłoby doprowadzić do powstania mechanicznych komputerów kwantowych, zdolnych do przeprowadzania długotrwałych, złożonych obliczeń.
Specjaliści, próbujący stworzyć mechaniczny kubit, mierzyli się z olbrzymim problemem związanym ze stanami energetycznymi. Standardowe kubity elektromagnetyczne zachowują się anharmonicznie, co oznacza, że pomiędzy ich stanami elektronicznymi istnienie nierównowaga energii i to właśnie czyni je użytecznymi kubitami. Z mechanicznymi rezonatorami, takimi jak wspomniana powyżej membrana, problem polega na tym, że są one harmoniczne. Poziomy energii pomiędzy wibracjami są równe, więc wykorzystanie ich jako kubitów jest niemożliwe. Zaproponowano więc rozwiązanie problemu, które miało polegać na połączeniu takiego mechanicznego oscylatora z najlepiej działającym elektromagnetycznym kubitem. Jednak czas działania takiej hybrydy uzależniony był od czasu dekoherencji kubita elektromagnetycznego. Całość nie sprawdzała się dobrze.
Naukowcy z Zurychu wpadli więc na inny pomysł. Ich kubit składa się z elementu piezoelektrycznego umieszczonego na szafirowej płytce – to część mechaniczna – połączonego z szafirowym anharmonicznym elementem.
Prototypowy układ osiąga czas koherencji rzędu 200 mikrosekund, działa więc 2-krotnie dłużej niż przeciętny kubit nadprzewodzący. Co prawda obecnie najlepsze kubity osiągają czas koherencji około 1 milisekundy, jest to więc około 5-krotnie dłużej niż mechaniczny kubit z Zurychu, ale mowa tutaj o wyjątkowych kubitach, nad którymi prace trwają od wielu lat.
Szwajcarscy naukowcy zapewniają, że eksperymentując z różnymi materiałami i architekturami będą w stanie znacząco wydłużyć czas koherencji ich kubitu.
Twórcy mechanicznego kubitu pracują teraz nad stworzeniem kwantowej bramki logicznej, odpowiednika bramek logicznych w tradycyjnych komputerach, za pomocą których przeprowadzane są obliczenia.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Podczas wykopalisk w położonym nad Dunajem mieście Riedlingen w południowych Niemczech, archeolodzy trafili na unikatową komorę grobową z wczesnego okresu celtyckiego. Komora znajdowała się wewnątrz dużego kurhanu o średnicy 65 metrów. Obecnie kurhan ma niemal 2 metry wysokości, jednak w przeszłości sięgał prawdopodobnie 6 metrów. Jego rozmiary wskazują, że należał do niewielkiej grupy zwanej kurhanami książęcymi. W latach 620–450 p.n.e. w takich kurhanach na terenie południowo-zachodnich Niemiec Celtowie chowali osoby o najwyższym statusie społecznym.
Nowo odkryta komora zachowała się w niemal idealnym stanie, mimo że minęło 2600 lat od jej zbudowania. Eksperci stwierdzili, że naukowe znaczenie odkrycia wykracza znacznie poza obszar, na którym komorę znaleziono. Tym bardziej, że współczesna technologia pozwoli na przeprowadzenie badań, jakie jeszcze niedawno były poza zasięgiem archeologii. Już zapowiedziano, że w ciągu najbliższych kilku lat komora zostanie wydobyta, zakonserwowana, a następnie zrekonstruowana i udostępniona zwiedzającym w muzeum.
Kurhan znajduje się około 7 kilometrów na północny-wschód od Heuneburga, zwanego najstarszym miastem na północ od Alp, jedno z najważniejszych stanowisk archeologicznych w Europie Środkowej. W pobliżu znajduje się też Bussen, inne ważne stanowisko archeologiczne z epok brązu i żelaza, zwane świętą górą górnej Szwabii.
Badania kurhanu rozpoczęły się w ubiegłym roku, gdy zdecydowano, że zagrożony przez działalność rolniczą zabytek należy poznać pod kątem chronologii i struktury. Archeolodzy byli niezwykle zaskoczeni, gdy 70 centymetrów pod powierzchnią gruntu trafili na zachowaną dębową komorę grobową. Ich zdumienie było tym większe, że zwykle zagrzebane w ziemi drewno może przetrwać zaledwie kilka dekad. Wcześniej w Niemczech znaleziono tylko jedną w pełni zachowaną celtycką komorę grobową. Została odkryta w 1890 roku w Villingen w Szwarcwaldzie. Znalezisko zostało wówczas jedynie częściowo udokumentowane i zachowane, nie wspominając już o różnicy z możliwościach badawczych wówczas i obecnie.
Komora z Riedlingen przetrwała w całości, z sufitem, podłogą i ścianami, dając specjalistom niepowtarzalną okazję do przeprowadzenia badań. Jest usytuowana na osi północ-południe, jej wymiary to 3,40x4,05 metra. Podłogę zbudowano z grubych świetnie zachowanych desek. Na środku dłuższych ścian znajdowała się belka podtrzymująca masywny sufit, który zawalił się pod ciężarem kurhanu. Udało się jednak określić, że wysokość ścian komory wynosiła około 1 metra. W rogach komory znajdowały się pale, które prawdopodobnie podtrzymywały całą konstrukcję. Sufit był potężny. Składał się z dwóch warstw bardzo grubych dębowych belek.
Świetnie zachowane drewno pozwoli na przeprowadzenie badań dendrochronologicznych, które powinny wskazać na dokładny rok pochówku. Ekspertom udało się już datować drewniane obiekty pozostawione przez budowniczych komory. Stwierdzili, że obiekt, który mógł być nieukończoną drewnianą łopatą, został wykonany z drzewa ściętego w 585 roku przed naszą erą.
Prawdopodobnie więc książęcy kurhan z Riedlingen został wybudowany w tym samym roku. Jest on więc o 2 lata starszy od grobu w Bettelbühl, w którym w 583 roku p.n.e. spoczęła celtycka księżniczka. Obie daty są zaś bardzo bliskie przebudowie Heuenburga, podczas której wykorzystano cegły suszone na słońcu.
Naukowcy przypuszczają, że wyjątkowo masywny, ciężki sufit miał chronić komorę grobową przed rabusiami. To tym bardziej prawdopodobne, że niemal wszystkie książęce groby z tego okresu zostały okradzione już w starożytności. Niestety, tak też stało się w Riedlingen. Archeolodzy odkryli wykopane przez złodziei dwa tunele prowadzące do południowo-wschodniego narożnika komory. Rabusie przebili się przez sufit i weszli do komory otworem o wymiarach 40x45 cm. Rabunek, do którego musiało dojść gdy jeszcze możliwe było swobodne poruszanie się w komorze, został dokonany bardzo systematycznie. Na zbadanych dotychczas fragmentach podłogi archeolodzy nie znaleźli żadnych dóbr wykonanych z metalu czy jakiegokolwiek cennego materiału. Wciąż jednak nie zbadano całej podłogi, jest więc nadzieja, że złodzieje coś przeoczyli.
W jednym z tuneli wykopanych przez rabusiów znaleziono ozdobne gwoździe z brązu. Prawdopodobnie pochodzą one z ozdobnego wozu, na którym złożona była zmarła osoba, a ich obecność potwierdza, że grób był bogato wyposażony.
Dotychczas wydobyto też kilkanaście fragmentów szkieletu. Wstępne badania sugerują, że prawdopodobnie należą one do mężczyzny zmarłego w wieku 15–20 lat, którego wzrost określono na 160–168 cm.
Ponadto zaraz pod powierzchnią gruntu, blisko krawędzi kurhanu, znaleziono częściowo zachowany szkielet mężczyzny zmarłego w wieku 25–35 lat. Odkryto przy nim dwie broszki z brązu i niewielki kawałek kwarcu. Być może stanowiły one część naszyjnika. Pochówek ten datowany jest na około 500 r. p.n.e. Mężczyznę pogrzebano więc w istniejącym wcześniej kurhanie. Kilka metrów dalej, wciąż w obrębie kurhanu, archeolodzy znaleźli niewielką jamę, a w niej dwa ceramiczne naczynia ze skremowanymi szczątkami. Pochodzą one z około 600 roku, pochówku dokonano albo na krótko przed wybudowaniem kurhanu, albo w czasie jego budowy.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy ze szwedzkiego Uniwersytetu Technologicznego Chalmersa poinformowali, że są jednym z pierwszych, którym udało się stworzyć materiał zdolny do przechowywania fermionów Majorany. Fermiony Majorany mogą być stabilnymi elementami komputera kwantowego. Problem z nimi jest taki, że pojawiają się w bardzo specyficznych okolicznościach.
Na całym świecie trwają prace nad komputerami kwantowymi. Jednym z najpoważniejszych wciąż nierozwiązanych problemów jest niezwykła delikatność stanów kwantowych, które łatwo ulegają dekoherencji, tracąc superpozycję, czyli zdolność do jednoczesnego przyjmowania wielu wartości.
Jednym z pomysłów na komputer kwantowy jest wykorzystanie do jego budowy fermionów Majorany. Para takich fermionów, umieszczonych w odległych częściach materiału, powinna być odporna na dekoherencję.
Problem jednak w tym, że w ciałach stałych fermiony Majorany pojawiają się wyłącznie w nadprzewodnikach topologicznych. To nowy typ materiału, który bardzo rzadko jest spotykany w praktyce. Wyniki naszych eksperymentów zgadzają się z teoretycznymi przewidywaniami dotyczącymi topologicznego nadprzewodnictwa, cieszy się profesor Floriana Lombardi z Laboratorium Fizyki Urządzeń Kwantowych na Chalmers.
Naukowcy rozpoczęli pracę od topologicznego izolatora z tellurku bizmutu (Bi2Te3). Izolatory topologiczne przewodzą prąd wyłącznie na powierzchni. Wewnątrz są izolatorami. Uczeni z Chalmers pokryli swój izolator warstwą aluminium, które w bardzo niskiej temperaturze jest nadprzewodnikiem. W takich warunkach do izolatora topologicznego przeniknęła nadprzewodząca para elektronów, przez co topologiczny izolator wykazywał właściwości nadprzewodzące, wyjaśnia profesor Thilo Bauch.
Jednak wstępne pomiary wykazywały, że uczeni mają do czynienia ze standardowym nadprzewodnictwem w Bi2Te3. Gdy jednak naukowcy ponownie schłodzili swój materiał, by dokonać kolejnych pomiarów, sytuacja uległa nagłej zmianie. Charakterystyki nadprzewodzących par elektronów różniły się od siebie w zależności o kierunku. Takie zachowanie nie jest zgodne ze standardowym nadprzewodnictwem. Zaczęły zachodzić niespodziewane, ekscytujące zjawiska, mówi Lombardi.
Istotnym elementem tego, co się wydarzyło był fakt, że zespół Lombardi – w przeciwieństwie do wielu innych grup, które prowadziły podobne eksperymenty – użył platyny do połączenia izolatora topologicznego z aluminium. Wielokrotne chłodzenie doprowadziło do wzrostu napięć w platynie, przez co doszło do zmian właściwości nadprzewodnictwa. Analizy wykazały, że w ten sposób najprawdopodobniej uzyskano topologiczny nadprzewodnik.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Niemcy są pierwszym krajem, który zadeklarował, że zwróci Nigerii słynne brązy z Beninu. Decyzja już wywołała kontrowersje, a jej realizacja z pewnością będzie bacznie obserwowana przez społeczność międzynarodową. To jednak nie wszystkie zabytki, jakich zwrotu domagają się inne kraje. Z zakończonych właśnie badań dowiedzieliśmy się, że w Niemczech znajduje się 40 000 zabytków kultury z Kamerunu.
Żaden kraj nie posiada tyle obiektów należących do kameruńskiego dziedzictwa historycznego, nawet w Kamerunie ich tylu nie ma, mówi jeden z autorów badń, Bénédicte Savoy z Uniwersytetu Technicznego w Berlinie.
Wraz z profesorem Albertem Gouaffo z Uniwersytetu w Dschang w Kamerunie i we współpracy z kuratorami 45 niemieckich muzeów uczony z Berlina przez 2 lata tworzył Atlas der Abwesenheit. Dzięki niemu wiemy, że większość dziedzictwa historycznego Kamerunu została wywieziona do Niemiec. Te 40 000 przedmiotów to więcej niż cała afrykańska kolekcja British Museum. To niemal 7-krotnie więcej niż liczba zabytków w państwowej kolekcji w stolicy Kamerunu, Jaunde. A to nie wszystko, gdyż w do spisu nie trafiły, na przykład, przedmioty znajdujące się w muzeach historii naturalnej, zabytki archeolgiczne w muzeach prehistorii czy zabytki w prywatnych kolekcjach. Co więcej, zdecydowana większość z kameruńskich zabytków w Niemczech spoczywa w muzealnych magazynach, a nie na wystawach.
Zdaniem Savoya, Niemcom łatwiej było zadeklarować zwrot brązów z Beninu, gdyż wywiozła je armia brytyjska. W przypadku zabytków z Kamerunu, Niemcy muszą mierzyć się z własną historią. Kamerun został ogłoszony niemiecką kolonią w 1884 roku. W ciągu kolejnych 30 lat wojska kolonialny zorganizowały co najmniej 180 ekspedycji karnych, podczas których – między innymi – kradziono i niszczono zabytki.
Niemcy są pełne. Kamerun jest pusty. Musimy odzyskać te obiekty. Potrzebujemy ich, by budować naszą przyszłość. Ich odzyskanie to wisienka na torcie, cel, do którego dążymy, mówi Maryse Nsanogu Njikam, doradczyni ds. kultury przy ambasadzie Kamerunu w Niemczech.
Najwięcej, ponad 8000, zabytków ze środkowoafrykańskiego kraju znajduje się w Linden Museum. W berlińskim Muzeum Etnologicznym oraz Grassi Museum w Lipsku jest po ponad 5000 zabytków z Kamerunu. Władze w Jaunde utworzyły komisję, która regularnie kontaktuje się z niemieckimi muzeami.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Komputery kwantowe mogą bazować na różnych rodzajach kubitów (bitów kwantowych). Jednym z nich są kubity z fotonów, które o palmę pierwszeństwa konkurują z innymi rozwiązaniami. Mają one sporo zalet, na przykład nie muszą być schładzane do temperatur kriogenicznych i są mniej podatne na zakłócenia zewnętrzne niż np. kubity bazujące na nadprzewodnictwie i uwięzionych jonach. Pary splątanych fotonów mogą stanowić podstawę informatyki kwantowej. Jednak uzyskanie splatanych fotonów wymaga zastosowania nieporęcznych laserów i długotrwałych procedur ich dostrajania. Niemiecko-holenderska grupa ekspertów poinformowała właśnie o stworzeniu pierwszego w historii źródła splątanych fotonów na chipie.
Dokonany przez nas przełom pozwolił na zmniejszenie źródła ponad 1000-krotnie, dzięki czemu uzyskaliśmy powtarzalność, długoterminową stabilność, skalowalność oraz potencjalną możliwość masowej produkcji. To warunki, które muszą być spełnione, by zastosować tego typu rozwiązanie w realnym świecie kwantowych procesorów, mówi profesor Michael Kues, dyrektor Instytutu Fotoniki na Leibniz Universität Hannover. Dotychczas źródła światła dla komputerów kwantowych wymagały zastosowania zewnętrznych, nieporęcznych systemów laserowych, których użyteczność była ograniczona. Poradziliśmy sobie z tymi problemami tworząc nową architekturę i różne systemy integracji podzespołów na układzie scalonym, dodaje doktorant Hatam Mahmudlu z grupy Kuesa.
Naukowcy mówią, że ich układ scalony jest równie łatwy w użyciu, jak każdy innych chip. Żeby rozpocząć generowanie splątanych fotonów wystarczy układ zamontować i włączyć. Jak każdy inny układ scalony. Jego obsługa nie wymaga żadnego specjalnego doświadczenia. Zdaniem twórców układu, w przyszłości takie źródło może znaleźć się w każdym kwantowym procesorze optycznym.
Dotychczas eksperci mieli olbrzymie problemy w zintegrowaniu na jednym chipie laserów, filtra i wnęki, gdyż nie istnieje żaden pojedynczy materiał, z którego można by stworzyć wszystkie te urządzenia. Rozwiązaniem okazało się podejście hybrydowe. Naukowcy na jednym chipie umieścili laser z fosforku indu, wnękę oraz filtr z azotku krzemu. W polu lasera, w wyniku spontanicznego nieliniowego procesu, dochodzi do powstania dwóch splątanych fotonów. Uzyskaliśmy wydajność i jakość wymaganą do zastosowania naszego chipa w kwantowych komputerach czy kwantowym internecie, zapewnia Kues. Nasze źródło światła wkrótce stanie się podstawowym elementem programowalnych fotonicznych procesorów kwantowych, uważa uczony. Szczegóły badań zostały opublikowane w Nature Photonics.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.