Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy

Rekomendowane odpowiedzi

Fizycy z Izraelskiego Instytutu Technologii Technion oraz z Instytutu Weizmanna potrafią przechowywać obrazy w gorącym gazie. Opracowana przez nich metoda pozwala na zapisanie skomplikowanego obrazu w oparach zawierających rubid na 30 mikrosekund. Technologia ta może przydać się w technikach przetwarzania obrazów oraz w obliczeniach kwantowych czy kwantowej komunikacji.

Naukowcy wyjaśniają, że ich technologia wykorzystuje zjawisko elektromagnetycznie indukowanej przezroczystości. Izrealczycy najpierw zapisali obraz w impulsie światła. Gdy taki impuls uderza w atomy gazu, światło jest absorbowane i powoduje wzbudzenie atomów. Jednak jeśli użyjemy drugiego impulsu światła, wprowadza on atomy w pewien wyjątkowy stan kwantowy, który powoduje, że pierwszy impuls może przejść przez opary. To właśnie nazywane jest elektromagnetycznie indukowaną przezroczystością. Już wcześniejsze eksperymenty wykazały, że gdy drugi z impulsów światła zostaje wyłączony w czasie, gdy pierwszy znajduje się w oparach, to pierwszy zostaje w parze "uwięziony" i jest przez jakiś czas przechowywany. Ponowne włącznie drugiego impulsu powoduje "odzyskanie" pierwszego.

Izraelczycy najpierw spowolnili światło do prędkości grupowej wynoszącej 8000 metrów na sekundę. Dwa promienie światła zostały skierowane na parę zawierającą atomy rubidu i neonu. W momencie gdy pierwszy z promieni (zawierający obraz) wzbudził atomy, naukowcy wyłączyli drugi promień, dzięki czemu pierwszy uwiązł w parze. Po 30 mikrosekundach ponownie włączyli drugi promień, uwalniając pierwszy wraz z niesionym przezeń obrazem.

Cała informacja niesiona przez światło została przekształcona w kwantowy stan atomów. Później łatwo było wykryć koherencję poziomu stanu kwantowego atomów, więc stwierdziliśmy, że 'obraz' istnieje w parze - mówi Moshe Shuker z Technion.

Z powodu zachodzącej dyfuzji "odzyskany" obraz był rozmazany. Naukowcy opracowali też system zapobiegania utracie jakości obrazu. W tym celu odwrócili fazy obrazu o 180 stopni, tak więc atomy o przeciwnych fazach, które uległy dyfuzji do obszarów pomiędzy liniami rysunku, mają znoszące się amplitudy, więc nie emitują światła, które negatywnie wpływałoby na jakość obrazu.
Techniki przechowywania światła, nie tylko obrazów, mogą odgrywać bardzo istotną rolę w przyszłych urządzeniach kwantowych - mówi Shuker.

Ponadto możliwość konwersji informacji kwantowej z jednego typu reprezentacji (impulsu światła) do innego (koherencji atomowej), może okazać się bardzo przydatne, jako, że oba dają unikatowe korzyści. Fotony to wspaniałe nośniki informacji, a koherencja atomowa dobrze nadaje się do przechowywania informacji, a może nawet do ich przetwarzania, gdyż atomy znacznie lepiej reagują z otoczeniem niż fotony - dodaje.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Podobna zawartość

    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Za drzwiami pewnego domu na północy Francji od lat wisiał obraz nazywany przez rodzinę Breughlem. Uważano jednak, że to tania reprodukcja dzieła flamandzkiego malarza. Gdy właściciele poprosili jakiś czas temu o ocenę, ku zaskoczeniu wszystkich okazało się, że to XVII-wieczny oryginał pędzla Pietera Breughla Młodszego. Pod koniec marca ma on zostać sprzedany przez dom aukcyjny Daguerre Val de Loire.
      Dzieło określa się mianem wyjątkowego. Mierzy 112 na 184 cm. Szacuje się, że obraz może zostać sprzedany nawet za 800 tys. euro. Uważa się, że De betaling van de tienden (Zapłata dziesięciny, obraz jest również znany pod innymi tytułami, w tym Biuro poborcy podatkowego, Chłopi w domu prawnika czy Wiejski prawnik) został ukończony między 1615 a 1617 r. To jedna z licznych wersji tej samej sceny malowanej przez Breughla Młodszego.
      Obraz odkrył Malo de Lussac - zaproszony przez pragnących zachować anonimowość właścicieli specjalista z domu aukcyjnego Daguerre Val de Loire. Nie mógł uwierzyć własnym oczom. Jak się okazało, obraz znajdował się w posiadaniu rodziny od 1900 r., nikt nie znał jednak jego wcześniejszych losów.
      Gdy wysłaliśmy dzieło do oceny eksperckiej i potwierdzono, że to Breughel [w grudniu ubiegłego roku autentyczność stwierdził Klaus Ertz], właściciele poprosili, by zrobić im zdjęcie przed obrazem, z którym mieszkali przez tak długi czas. To było zarówno śmieszne, jak i poruszające - powiedział cytowany przez Guardiana de Lussac.
      Kilka wersji opisywanego obrazu znajduje się w słynnych muzeach, w tym w Luwrze, Museum voor Schone Kunsten w Gandawie czy Musées royaux des Beaux-Arts de Belgique w Brukseli. Ta znaleziona w domu na północy Francji wyróżnia się jednak rozmiarami. Wg domu aukcyjnego, może być największym formatem tej sceny. Jak już wspominaliśmy, mierzy 112x184 cm, podczas gdy inne przedstawienia mieszczą się zwykle w zakresie 55x75 cm-100x120 cm.
      Aukcję obrazu, który zachował się w naprawdę dobrym stanie, zaplanowano na 28 marca w Hôtel Drouot w Paryżu. Od 11 do 17 marca w hotelu odbędzie się wystawa przedaukcyjna tego i szeregu innych dzieł.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Komputery kwantowe mogą, przynajmniej teoretycznie, przeprowadzać obliczenia, które są poza zasięgiem tradycyjnych maszyn. Ich kluczowym elementem są splątane kwantowe bity, kubity. Splątanie jest jednak stanem niezwykle delikatnym, bardzo wrażliwym na wpływ czynników zewnętrznych, na przykład promieniowania kosmicznego. Powoduje ono, że średnio co 10 sekund dochodzi do katastrofalnego błędu i kwantowe układy scalone tracą dane. Może ono za jednym razem usunąć wszelkie dane z procesora nawet najbardziej zaawansowanej maszyny kwantowej.
      Fizyk Quian Xu z University of Chicago i jego koledzy poinformowali o opracowaniu metody, która aż o 440 000 razy wydłuża czas pomiędzy błędami powodowanymi przez promieniowanie kosmiczne. Zatem mają one miejsce raz na 51 dni.
      Badacze zaproponowali komputer kwantowy składający się z wielu układów scalonych z danymi, z których każdy posiada liczne nadprzewodzące kubity. Wszystkie te układy są połączone z układem pomocniczym, który zawiera dodatkowe kubity monitorujące dane. Wszystkie chipy korzystałyby ze standardowych metod korekcji błędów oraz dodatkowej korekcji błędów powodowanych przez promieniowanie kosmiczne. Dzięki temu, że dane są rozdzielone na różne układy, zniszczenia powodowane przez promieniowanie kosmiczne są ograniczane. Gdy już do nich dojdzie, układ pomocniczy, we współpracy z układami, których dane nie zostały uszkodzone przez promieniowanie, przystępuje do korekty i odzyskania utraconych danych. Komputer nie musi rozpoczynać pracy na nowo, gdy tylko niektóre układy utracą dane, Xu. Co więcej, metoda ta wykrywa i koryguje dane pojawiające się w układzie pomocniczym.
      Autorzy badań twierdzą, że ich metoda wymaga zaangażowania mniejszej ilości zasobów oraz żadnych lub niewielkich modyfikacji sprzętowych w porównaniu z dotychczasowymi próbami ochrony komputerów kwantowych przed promieniowaniem kosmicznym. W przyszłości chcieliby ją przetestować na chmurze kwantowej IBM-a lub procesorze Sycamore Google'a.
      Ze szczegółowym opisem metody można zapoznać się na łamach arXiv.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Aalto University, IQM Quantum Computers oraz VTT Technical Research Centre of Finland odkryli nowy nadprzewodzący kubit. Unimon bo o nim mowa, zwiększy dokładność obliczeń dokonywanych za pomocą komputerów kwantowych. Pierwsze bramki logiczne wykorzystujące unimony pracują z dokładnością 99,9%.
      Nieliczne współczesne komputery kwantowe wciąż nie są wystarczająco wydajne i nie dostarczają wystarczająco dokładnych danych, by można było je zaprzęgnąć do obliczeń rozwiązujących praktyczne problemy. Są najczęściej urządzeniami badawczo-rozwojowymi, służącymi pracom nad kolejnymi generacjami komputerów kwantowych. Wciąż zmagamy się z licznymi błędami powstającymi w 1- i 2-kubitowych bramkach logicznych chociażby wskutek zakłóceń z otoczenia. Błędy te są na tyle poważne, że uniemożliwiają prowadzenie praktycznych obliczeń.
      Naszym celem jest zbudowanie kwantowych komputerów, które nadawałyby się do rozwiązywania rzeczywistych problemów. To odkrycie jest ważnym kamieniem milowym dla IQM oraz znaczącym osiągnięciem na drodze ku zbudowaniu lepszych komputerów kwantowych, powiedział główny autor badań, profesor Mikko Möttönen z Aalto University i VTT, który jest współzałożycielem i głównym naukowcem IQM Quantum Computers.
      Unimony charakteryzują się zwiększoną anharmonicznością, pełną odpornością na szumy wywoływane prądem stałym, zmniejszoną wrażliwością na zakłócenia magnetyczne oraz uproszczoną budową, która wykorzystuje pojedyncze złącze Josephsona w rezonatorze. Dzięki temu w jednokubitowej bramce o długości 13 nanosekund udało się uzyskać dokładność od 99,8 do 99,9 procent na trzech kubitach unimonowych. Dzięki wyższej anharmoniczności czyli nieliniowości niż w transmonach [to wcześniej opracowany rodzaj kubitów, który ma zredukowaną wrażliwość za zakłócenia ze strony ładunku elektrycznego – red.], możemy pracować z unimonami szybciej, co prowadzi do pojawiania się mniejszej liczby błędów na każdą operację, wyjaśnia doktorant Eric Hyyppä.
      Na potrzeby badań fińscy naukowcy skonstruowali układy scalone, z których każdy zawierał trzy kubity unimonowe. W układach użyto głównie niobu, z wyjątkiem złącz Josephsona, które zbudowano z aluminium. Unimony są bardzo proste, a mimo to mają liczne zalety w porównaniu z transmonami. Sam fakt, że już pierwsze uzyskane unimony działały tak dobrze, pozostawia dużo miejsca na ich optymalizację i osiągnięcie ważnych kamieni milowych. W następnym kroku badań chcemy zapewnić jeszcze lepszą ochronę przed szumem i zademonstrować bramki dwukubitowe, mówi profesor Möttönen.
      Więcej o unimonie można przeczytać na łamach Nature Communications.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Komputery kwantowe mogą zrewolucjonizować wiele dziedzin nauki oraz przemysłu, przez co wpłyną na nasze życie. Rodzi się jednak pytanie, jak duże muszą być, by rzeczywiście dokonać zapowiadanego przełomu. Innymi słowy, na ilu kubitach muszą operować, by ich moc obliczeniowa miała znaczący wpływ na rozwój nauki i technologii.
      Na pytanie to postanowili odpowiedzieć naukowcy z Wielkiej Brytanii i Holandii. Przyjrzeli się dwóm różnym typom problemów, jakie będą mogły rozwiązywać komputery kwantowe: złamaniu zabezpieczeń Bitcoina oraz symulowanie pracy kofaktora FeMo (FeMoco), który jest ważnym elementem białka wchodzącego w skład nitrogenazy, enzymu odpowiedzialnego za asymilację azotu.
      Z AVS Quantum Science dowiadujemy się, że naukowcy stworzyli specjalne narzędzie, za pomocą którego mogli określić wielkość komputera kwantowego oraz ilość czasu potrzebnego mu do rozwiązania tego typu problemów. Obecnie większość prac związanych z komputerami kwantowymi skupia się na konkretnych platformach sprzętowych czy podzespołach nadprzewodzących. Różne platformy sprzętowe znacząco się od siebie różnią chociażby pod względem takich kluczowych elementów, jak tempo pracy czy kontrola jakości kubitów, wyjaśnia Mark Webber z University of Sussex.
      Pobieranie azotu z powietrza i wytwarzanie amoniaku na potrzeby produkcji nawozów sztucznych to proces wymagający dużych ilości energii. Jego udoskonalenie wpłynęłoby zarówno na zwiększenie produkcji żywności, jak i zmniejszenie zużycia energii, co miałoby pozytywny wpływ na klimat. Jednak symulowanie odpowiednich molekuł, których opracowanie pozwoliłoby udoskonalić ten proces jest obecnie poza możliwościami najpotężniejszych superkomputerów.
      Większość komputerów kwantowych jest ograniczone faktem, że wykorzystywane w nich kubity mogą wchodzić w bezpośrednie interakcje tylko z kubitami sąsiadującymi. W innych architekturach, gdzie np. są wykorzystywane jony uwięzione w pułapkach, kubity nie znajdują się na z góry ustalonych pozycjach, mogą się przemieszczać i jeden kubit może bezpośrednio oddziaływać na wiele innych. Badaliśmy, jak najlepiej wykorzystać możliwość oddziaływania na odległe kubity po to, by móc rozwiązać problem obliczeniowy w krótszym czasie, wykorzystując przy tym mniej kubitów, wyjaśnia Webber.
      Obecnie największe komputery kwantowe korzystają z 50–100 kubitów, mówi Webber. Naukowcy oszacowali, że do złamania zabezpieczeń sieci Bitcoin w ciągu godziny potrzeba – w zależności od sprawności mechanizmu korekty błędów – od 30 do ponad 300 milionów kubitów. Mniej więcej godzina upływa pomiędzy rozgłoszeniem a integracją blockchaina. To czas, w którym jest on najbardziej podatny na ataki.
      To wskazuje, że Bitcoin jest obecnie odporna na ataki z wykorzystaniem komputerów kwantowych. Jednak uznaje się, że możliwe jest zbudowanie komputerów kwantowych takiej wielkości. Ponadto ich udoskonalenie może spowodować, że zmniejszą się wymagania, co do liczby kubitów potrzebnych do złamania zabezpieczeń Bitcoin.
      Webber zauważa, że postęp na polu komputerów kwantowych jest szybki. Przed czterema laty szacowaliśmy, że do złamania algorytmu RSA komputer kwantowy korzystający z jonów uwięzionych w w pułapce potrzebowałby miliarda fizycznych kubitów, a to oznaczało, że maszyna taka musiałaby zajmować powierzchnię 100 x 100 metrów. Obecnie, dzięki udoskonaleniu różnych aspektów tego typu komputerów, do złamania RSA wystarczyłaby maszyna o rozmiarach 2,5 x 2,5 metra.
      Z kolei do przeprowadzenia symulacji pracy FeMoco komputery kwantowe, w zależności od wykorzystanej architektury i metod korekcji błędów, potrzebowałyby od 7,5 do 600 milionów kubitów, by przeprowadzić taką symulację w ciągu około 10 dni.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Fizyk James Franson z University of Maryland opublikował w recenzowanym Journal of Physics artykuł, w którym twierdzi, że prędkość światła w próżni jest mniejsza niż sądzimy. Obecnie przyjmuje się, że w światło w próżni podróżuje ze stałą prędkością wynoszącą 299.792.458 metrów na sekundę. To niezwykle ważna wartość w nauce, gdyż odnosimy do niej wiele pomiarów dokonywanych w przestrzeni kosmicznej.
      Tymczasem Franson, opierając się na obserwacjach dotyczących supernowej SN 1987A uważa, że światło może podróżować wolniej.
      Jak wiadomo, z eksplozji SN 1987A dotarły do nas neutrina i fotony. Neutrina przybyły o kilka godzin wcześniej. Dotychczas wyjaśniano to faktem, że do emisji neutrin mogło dojść wcześniej, ponadto mają one ułatwione zadanie, gdyż cała przestrzeń jest praktycznie dla nich przezroczysta. Jednak Franson zastanawia się, czy światło nie przybyło później po prostu dlatego, że porusza się coraz wolniej. Do spowolnienia może, jego zdaniem, dochodzić wskutek zjawiska polaryzacji próżni. Wówczas to foton, na bardzo krótki czas, rozdziela się na pozyton i elektron, które ponownie łączą się w foton. Zmiana fotonu w parę cząstek i ich ponowna rekombinacja mogą, jak sądzi uczony, wywoływać zmiany w oddziaływaniu grawitacyjnym pomiędzy parami cząstek i przyczyniać się do spowolnienia ich ruchu. To spowolnienie jest niemal niezauważalne, jednak gdy w grę wchodzą olbrzymie odległości, liczone w setkach tysięcy lat świetlnych – a tak było w przypadku SN 1987A – do polaryzacji próżni może dojść wiele razy. Na tyle dużo, by opóźnić fotony o wspomniane kilka godzin.
      Jeśli Franson ma rację, to różnica taka będzie tym większa, im dalej od Ziemi położony jest badany obiekt. Na przykład w przypadku galaktyki Messier 81 znajdującej się od nas w odległości 12 milionów lat świetlnych światło może przybyć o 2 tygodnie później niż wynika z obecnych obliczeń.

      « powrót do artykułu
  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...