Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Szwajcarscy naukowcy przeprowadzili niezwykle interesujący eksperyment, z którego wynika, że błędne jest przekonanie, iż nic nie może poruszać się szybciej od prędkości światła.

Nicolas Gisin i jego zespół z Uniwersytetu Genewskiego wysłał dwa splątane fotony oddzielnymi światłowodami do miejscowości, z których każda znajdowała się o 18 kilometrów od uniwersyteckiego kampusu. Badano przy tym, co działo się z fotonami w czasie ich podróży. Okazało się, że w momencie, gdy zmieniały się właściwości jednego z nich, identyczna zmiana zachodziła w drugim. Nie wykryto przy tym żadnego opóźnienia. Zmiany były identyczne i zachodziły w tym samym momencie. Cokolwiek je powodowało, informacja pomiędzy fotonami musiała być przekazywana z prędkością co najmniej 10 000 razy większą niż prędkość światła.

Naukowcy wciąż nie wiedzą, ani w jaki sposób przekazywana jest informacja, ani z jaką prędkością się ona porusza. Przeprowadzony eksperyment jest jednak pierwszą próbą zmierzenia tej prędkości. Wiadomo, że jest ona olbrzymia. Wiadomo też, że stany splątane są faktem oraz że w jakiś sposób jedna z cząstek w parze natychmiast "wie", co dzieje się z drugą. Ciągle jednak brak wytłumaczenia tego fenomenu.

Share this post


Link to post
Share on other sites

No to szykuje nam się niezły przełom... Jeśli (a raczej: kiedy już) nauczymy się przesyłać informacje z taką prędkością, zafundujemy sobie niesamowity skok naprzód.

 

Swoją drogą, rewelacyjnie przemyślany eksperyment :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Niestety, w ten sposób nie da się przesłać wiadomości. To prawda, że właściwości (np. spin) jednego fotonu zmienia się natychmiast, kiedy ustalimy stan drugiego, ale nie ma sposobu, aby przed pomiarem wiedzieć, co zmierzymy, a zatem nie możemy w ten sposób wpływać na to, co zmierzy osoba do której informacje chcielibyśmy przesłać.

Kiedyś czytałem, że zjawisko to można wyjaśnić w ten sposób, że te cząstki tak naprawde są jedną - jeśli w wyniku jakiegoś zjawiska powstają dwa fotony, to ich stany są skorelowane. Z tego wynikałoby, że prędkość przekazywania informacji jest nieskończona.. jednak z punktu widzenia fotonów jest równa 0. Jeśli fotony nie będą się z niczym zderzać, korelacja może trwać bardzo długo.. W warunkach rzeczywistych jednak korelacja na skutek zderzeń z innymi cząstkami rozmywa się bardzo szybko.

Wygląda na to, że ansible jeszcze długo pozostaną tylko w literaturze science-fiction :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Splątanie fotonów to nic nowego. Ciekawe kiedy naukowcy wymyślą jak to praktycznie wykorzystać... To będzie przełom. Rewelacje o prędkości większej od światła w tym zjawisku pojawiają się co pół roku i zawsze jest to niby pierwszy raz kiedy udało się takie coś uzyskać :) A jeśli chodzi o teorię względności to chyba nie ma konieczności jej "poprawiania", bo w gruncie rzeczy nie zachodzi przemieszczenie żadnej cząstki z V > c tylko informacja (a jej charakteru jeszcze nie znamy).

Share this post


Link to post
Share on other sites

Takashi - pozwoliłbym sobie dodać tylko jedno słowo do Twojej wypowiedzi: jeszcze ;) Przynajmniej taką mam nadzieję :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Informacja została przesłana z prędkością światła ze środkowego punktu.

Tego że po obu stronach okazała się taka sama nie da się wykorzystać do przesyłania informacji szybciej niż światło!

Nie da się także odczytać momentu pomiaru drugiego fotonu.

A wspomniany efekt używa się od kilku lat w kwantowej kryptografii ... która wbrew oczekiwaniom okazała się podatna na ataki.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Tylko, że ograniczenie do prędkości światła nie wynika z jakiegoś wzoru czy prawa, ale zostało specjalnie wprowadzone po to, aby "wzór pasował". Chodzi o taki wzór gdzie po podstawieniu do niego prędkości większej niż c wychodziła liczba ujemna pod pierwiastkiem. No i był problem, bo nie wiadomo jak to interpretować. Więc autor wzoru długo nie kombinował i wprowadził ograniczenie na prędkość. Ale przecież to tylko wzór, jeden z tych, które już niejednokrotnie w historii ulegały zmianie. Tak więc, według mnie jest to sztuczne ograniczenie, dla uproszczenia obliczeń.

 

Dodatkowo, przecież liczby zespolone wykorzystuje się w np. elektronice i mają tam całkiem realne znaczenie. Więc dlaczego naukowcy boją się ich używać przy badaniu światła?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Wydaje mi się, że przełom w tej sprawie jest większy niż tylko szybkość przesyłania informacji.

Do tej pory wg teorii Einsteina falowo-cząstkowa natura oddziaływań była ograniczona do prędkości światła.

Wyjątkiem utrudniającym powstanie teorii unifikacji była grawitacja. Powodowało to pewien paradoks:

Zniknięcie Słońca zobaczylibyśmy po ok. 8 minutach. Natomiast skutki braku grawitacji słonecznej stałyby się odczuwalne natychmiast (jak ktos nie wie czemu, niech poczyta o zakrzywieniu czasoprzestrzeni).

Teoria względności jest w końcu skazana na porażkę ze względu na "nieskończoności" pewnych założeń, a to może być pierwszy krok do jej zmiany - czyli do rewolucji w fizyce (a tym samym współczesnej nauce)

Share this post


Link to post
Share on other sites

To że światło nie porusza się z nieskończoną prędkością wiemy od przynajmniej jakiegoś tysiąca lat. Teraz zakładając że jego prędkość zawsze jest stała, dostajemy szczególną teorię względności.

Owszem - to jest tylko przybliżenie, lepsze to np. OTW ... ale w ziemskich warunkach odnośnie omawianego eksperymentu - STW jest absolutnie wystarczające.

Stwierdzenie że tutaj informacja porusza się szybciej niż światło, to praktycznie to samo co stwierdzenie że gdy zrobisz dwie kopie listu (napisanego z zawiązanego oczami), wyślesz je w różne miejsca i otworzysz dokładnie w tym samym momencie, to informacja o ich zawartości przeniosła się z nieskończoną prędkością... :)

 

Do teorii unifikacji podchodzi się z dwóch stron - mechaniki kwantowej(QED) albo grawitacji(OTW). Wg OTW gdyby znikło słońce, zakrzywienie czasoprzestrzeni w dość dobrym przybliżeniu(liniowym) propagowałoby się w postaci fal grawitacyjnych - z prędkością światła. Powiesz - w wyższych rzędach pewnie szybciej, odpowiem - jego energia/materia nie może zniknąć, może co najwyżej poruszać się z prędkością światła. Niedokładność OTW leży w mechanice kwantowej - w skali mikro.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ciekawa dyskusja sie zrobila. Wg mnie wcale to nie oznacza ze cos poruszalo sie z predkoscia wieksza niz swiatlo. Ja bym stawial raczej na jakis rodzaj tunelowania. A jesli chodzi o predkosc swiatla. Sa 3 osoby. 1 stoi na ziemi, 2 jedzie samochodem 150 km/h a 3 leci samolotem 1000 km/h. Gosciu w samochodzie zapala swiatlo i kazdego bez wyjatku przegoni ono z predkoscia swiatla, czyli ok 300 000 km/s.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Eselix:

Tylko, że ograniczenie do prędkości światła nie wynika z jakiegoś wzoru czy prawa, ale zostało specjalnie wprowadzone po to, aby "wzór pasował".

Owszem, ale wszelkie eksperymenty jakie od tamtej pory przeprowadzono wskazują na to, że prędkość światła w próżni jest stała i wynosi c niezależnie od obserwatora. Trzeba przy tym pamiętać, że w innych materiałach (woda, szkło, powietrze) prędkość światła jest mniejsza.. ale i tak nie da się jej wtedy przekroczyć.

 

Jarek Duda:

To że światło nie porusza się z nieskończoną prędkością wiemy od przynajmniej jakiegoś tysiąca lat.

O ile się nie mylę, to od roku 1676 - http://en.wikipedia.org/wiki/Ole_R%C3%B8mer

 

Czytałem kiedyś, że z zasady nieoznaczoności wynika, że cząsteczki przez bardzo krótkie okresy mogą przemieszczać się szybciej niż światło - co oznacza ruch wstecz w czasie. Jeśli mają ładunek elektryczny, to zachowują się jak cząstka o ładunku przeciwnym poruszająca się w czasie do przodu. Było to przedstawiane jako jedno z możliwych wyjaśnień kreacji par

Share this post


Link to post
Share on other sites

... to praktycznie to samo co stwierdzenie że gdy zrobisz dwie kopie listu (napisanego z zawiązanego oczami), wyślesz je w różne miejsca i otworzysz dokładnie w tym samym momencie, to informacja o ich zawartości przeniosła się z nieskończoną prędkością... :)

 

Niezgodze sie z toba, ze za pomoca splatanych fotonow nie da sie przeniesc informacji szybciej niz swiatlo. Wyobrazmy sobie eksperyment : tworzymy sobie duza ilosc fotonow splatanych z czego czesc zamykamy na ziemi, a druga czesc zamykamy w "swiatlowodzie" i wysylamy statkiem kosmicznym w daaaleka podroz. Zeby przeslac informacje z Ziemi szybciej niz z predkoscia swiatla nalezy poukladac fotony w odpowiadajace pewnym stanom uklady i nakazac ich odczytanie na statku kosmicznym. Fakt, to zadziala jednorazowo, fotony po odczytaniu ich stanow znikna, ale informacja o ich ukladzie zostanie odczytana.

Share this post


Link to post
Share on other sites

No to szykuje nam się niezły przełom... Jeśli (a raczej: kiedy już) nauczymy się przesyłać informacje z taką prędkością, zafundujemy sobie niesamowity skok naprzód.

 

On nie szykuje się. On już jest przygotowany, tylko niestety polscy naukowcy nie chcą zrozumieć, co im się na tacy podaje przezd nos, o czym możecie się przekonać czytając stronę: www.electrino.pl

 

My już przeprowadziliśmy eksperyment dokazujący, że prędkość światła nie jest prędkością graniczną. Protokół z tego eksperymenti i zdjęcia możecie przeczytać na stronier electrino.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Odnośnie skończonej prędkości światła, wg wiki to od przynajmniej 1021r.

http://en.wikipedia.org/wiki/Speed_of_light

Odnośnie odczytywania fotonów na statku - ależ one zostały wygenerowane przed podróżą ... i zostały przetransportowane z prędkością pewnie podświetlną :)

Tylko potwierdzamy że zostało wygenerowane to samo ... nie da się w ten sposób nic przesłać...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Odnośnie odczytywania fotonów na statku - ależ one zostały wygenerowane przed podróżą ... i zostały przetransportowane z prędkością pewnie podświetlną :)

Tylko potwierdzamy że zostało wygenerowane to samo ... nie da się w ten sposób nic przesłać...

Czyli jak wyprodukuję komputery i jeden z nich przetransportuję z prędkością 20 km/h na drugą półkulę - z taką samą prędkością będę rozciągał kabel sieciowy pomiędzy nimi, to maksymalna prędkość z jaką prześlę informację pomiędzy nimi nie będzie mogła być wyższa niż 20km/h ? Dziwne...

Fotonów nie prześlemy nigdzie z prędkością wyższą niż prędkość światła, ale informację o ich spinie tak - i o to tutaj chodzi.

Prędkość przesyłu informacji, nie jest tożsama z prędkością przesyłu nośników tych informacji.

Share this post


Link to post
Share on other sites

@Jarek Duda: Człowiek całe życie się uczy, nie miałem pojęcia o tych arabskich uczonych ;) Dzięki za sprostowanie :)

 

@thibris: Owszem, informacja o spinie fotonów jest przesyłana z prędkością większą niż c. Rozumiem, że chodzi o ułożenie fotonów w taki sposób, aby stworzyły komunikat w postaci 10110 itd. (1 może oznaczać spin "do góry", 0 "na dół). Odbiorca oczywiście odebrałby "negatyw" tego ustawienia ze względu na splątanie, ale to nie problem. Niestety, przed pomiarem spinów nie wiemy jakie one są, więc nie możemy tych fotonów ułożyć tak jak chcemy i klapa :(

Share this post


Link to post
Share on other sites

Nie znam się - laikiem jestem. Ale czy tych spinów nie da się przykładowo "wyzerować" przed startem tego hipotetycznego pojazdu kosmicznego ? Dalej - czy nie dałoby się "hipotetycznie" - stworzyć detektor zmian spinów ? Czy jest tak, że każde zerknięcie na spin - burzy układ czy coś podobnego ?

Tylko hipotetyzuję, bo z fizyką zawsze jakoś miałem nie po drodze ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Przed dokonaniem pomiaru (zakładam że fotony z niczym się nie zderzają itd.) stan układu obu fotonów jest określony przez funkcję falową, która najogólniej rzecz biorąc mówi, jakie jest prawdopodobienstwo, ze spin fotonu będzie "w górę" albo "w dół". Nie wiem, czy jest to zawsze dzielone 50:50, czy też może występować jakaś nierównowaga.

Pomiar powoduje kolaps funkcji falowej - od tej pory wiemy, że foton A kręci się "w górę", a foton B "w dół", nie ma miejsca na żadne prawdopodobieństwo. Równie prawdopodobny jest jednak pomiar odwrotny. Nie znam się na fizyce na tyle, aby móc stwierdzić czy dałoby się manipulować fotonami tak, żeby wprowadzić nierównowagę - czyli zwiększyć szanse na to, że foton A będzie się kręcił "do góry" z 50% do np 99%.

Co do "zerowaniem" spinów, to nie bardzo wiem o co chodzi - nie słyszałem o czymś takim :)

 

Z pojedynczymi cząstkami tak jest - aby zmierzyć jest stan (spin, prędkość, położenie) musimy ją "zobaczyć" - czyli musi uderzyć w nią inna cząstka lub fala, której odbicie zarejestrujemy. I samo to zmienia jej stan. Nie wydaje mi się więc prawdopodobne stworzenie "detektora spinów" - ale jeśli jest tu ktoś kto zna się na fizyce i uważa inaczej to proszę o sprostowanie ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Czytałem kiedyś, że z zasady nieoznaczoności wynika, że cząsteczki przez bardzo krótkie okresy mogą przemieszczać się szybciej niż światło - co oznacza ruch wstecz w czasie. Jeśli mają ładunek elektryczny, to zachowują się jak cząstka o ładunku przeciwnym poruszająca się w czasie do przodu. Było to przedstawiane jako jedno z możliwych wyjaśnień kreacji par

 

kreacja par jest konsekwencja zasady nieoznaczonosci to znaczy ze nie ma czegos takiego jak calkowcie pusta przestrzen bo bysmy znali jej dokladna energie ( rowna zero ) lamiac przy tym zasade nieoznaczonosci.

 

Trzeba przy tym pamiętać, że w innych materiałach (woda, szkło, powietrze) prędkość światła jest mniejsza.. ale i tak nie da się jej wtedy przekroczyć.

 

 

jak nie a promieniowanie Czerenkowa ?

np elektoron moze pruszac sie w jakims osrodku z wieksza predkoscia niz swiatlo w nim.

 

Tylko, że ograniczenie do prędkości światła nie wynika z jakiegoś wzoru czy prawa, ale zostało specjalnie wprowadzone po to, aby "wzór pasował". Chodzi o taki wzór gdzie po podstawieniu do niego prędkości większej niż c wychodziła liczba ujemna pod pierwiastkiem. No i był problem, bo nie wiadomo jak to interpretować. Więc autor wzoru długo nie kombinował i wprowadził ograniczenie na prędkość.

 

co za bzdura, gdyby jakas czastka poruszala sie z predkoscia c to jej masa stala by sie nieskonczona pozatym zeby rozpedzic ja do tej predkosci musial bys wlozyc nieskonczona ilosc energii.

Share this post


Link to post
Share on other sites

co za bzdura, gdyby jakas czastka poruszala sie z predkoscia c to jej masa stala by sie nieskonczona pozatym zeby rozpedzic ja do tej predkosci musial bys wlozyc nieskonczona ilosc energii.

 

Hmmm.. a fotony nie są cząstkami ? Czy mają nieskończoną masę i gwiazdy (i moja latarka) generuje nieskończoną ilość energii aby je wyprodukować ?? Piszę o fotonach w próżni, żeby nie było niedomówień...

Share this post


Link to post
Share on other sites

@leszczo - cóż, tak bywa jak informatyk komentuje artykuł o fizyce :) na uczelni nic nam nie mówili o promieniowaniu Czerenkowa, poszukałem na wiki - ciekawa rzecz ;)

 

@thibris - uszczegóławiając: żadna cząstka mająca niezerową masę spoczynkową nie może osiągnąć prędkości światła - a właśnie fotony mają masę spoczynkową równą 0.

Share this post


Link to post
Share on other sites

nie ma głupich pytań

więc zastanawiam się, jaki efekt dało by wysłanie 3 fotonu, jednocześnie z pozostałymi dwoma, by go obserwować: w tym samym momencie. bo skoro nie znany jest czynnik powoduje zmianę, dlaczego założenie, że zmiana występuje tylko w jednym fotonie i jest przenoszona na drugi? A jesli zmiana występuje niezależnie od splatania? na przykład, zmiana jakiegoś czynnika środowiska może występowac jednoczesnie na dużym obszarze i miec ten sam efekt w tym samym czasie w dwóch miejscach, co nie znaczy że energia/materia tego obszaru wymienia ze sobą informację. prościej mówiąc, jesli mamy 2 punkty na powierzchni planety i wyślemy w ich stronę impuls z wnętrza ziemi, oba punkty w tym samym czasie zarejestrują zmianę mimo, że nie są ze sobą w żaden sposób związane i nie przekazują sobie informacji w ogóle. bez takiego fotonu kontrolnego cały eksperyment jest nie wiarygodny!

 

a jesli chodzi o nie łamanie zasad i praw to w fizyce taki tok myślenia jest ślepa uliczką bo nie pozwala nam wyjść ponad ograniczony pryzmat, w jakim obecnie sie znajdujemy:)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Informację oczywiście można przesłać za pomocą splątania kwantowego !
Wysyłasz 2 światłowodami o jednakowej długości splątane fotony. Jeden światłowód zwijasz w spiralę, a drugi trafia do adresata.
Ustawiasz stan fotonu wylatującego ze spirali, tym samym błyskawicznie zmieniając stan fotonu u adresata na odwrotny - informacja przesłana natychmiastowo ! (lub przynajmniej duuużo szybciej niż z prędkością światła jeśli się kiedyś może okaże, że splątanie kwantowe nie działa natychmiastowo, ale ja uważam, że działa - mam na ten temat swoją teorię...).

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ale aby odczytac informacje że splotanych fotonów (ich spin) należy je porównać. Więc adresat musi wysłać stan swoich splątanych fotonów zaś odbiorca musi je odebrać i porównać ze stanem swoich splątanych fotonów. Aby to zrobić musi on wysłać informacje z prędkością c. 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Cała sprawa sprowadza się do tego aby móc wpłynąć na jedną ze splątanych cząstek. Ciekaw jestem jakie próby podejmowane są w tym temacie.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z University of Washington zauważyli, że są w stanie wykryć „atomowy oddech” czyli wibracje mechaniczne pomiędzy dwiema warstwami atomów. Dokonali tego obserwując światło emitowane przez atomy wzbudzone laserem. Odkryte zjawisko można wykorzystać do zakodowania i przesłania informacji kwantowej. Uczeni zbudowali urządzenie, które może stać się elementem składowym przyszłych technologii kwantowych.
      To nowa platforma w skali atomowej, która wykorzystuje optomechanikę, szereg zjawisk w których ruch światła i ruch mechaniczny są ze sobą nierozerwalnie powiązane. Mamy tutaj efekty kwantowe, które możemy wykorzystać do kontrolowania pojedynczego fotonu przemieszczającego się przez zintegrowane obwody optyczne, mówi profesor Mo Li, który stał na czele grupy badawczej.
      Ostatnie badania bazowały na wcześniejszych pracach związanych z ekscytonami. To kwazicząstki w których można zakodować informację kwantową, a następnie przesłać ją w postaci fotonu, którego właściwości kwantowe (jak polaryzacja czy długość fali) pełnią rolę kubitu. A jako że kubit ten jest niesiony przez foton, informacja przemieszcza się z prędkością światła. Fotony są naturalnym wyborem jako nośnik informacji kwantowej, gdyż potrafimy przesyłać je za pomocą światłowodów szybko na duże odległości, nie tracą przy tym zbyt wielu informacji, dodaje doktorantka Adina Ripin.
      Naukowcy pracowali w ekscytonami chcąc stworzyć urządzenie emitujące pojedyncze fotony. Obecnie w tym celu używa się atomowych macierzy, takich jak np. znajdujące się w diamentach. Jednak w macierzach takich występują naturalne defekty, które zaburzają pracę tego typu urządzeń. Naukowcy z Uniwersity of Washington chcieli precyzyjnie kontrolować miejsce, z którego będzie dochodziło do emisji fotonu.
      Wykorzystali w tym celu nałożone na jednoatomowe warstwy diselenku wolframu. Dwie takie warstwy nałożyli na podłoże, na którym znajdowały się setki kolumienek o szerokości 200 nanometrów każda. Diselenek wolframu przykrył te kolumienki, a ich obecność pod spodem doprowadziła do pojawienia się niewielkich naprężeń w materiale. W wyniku naprężeń znajdujących się w miejscu każdej z kolumienek powstała kropka kwantowa. I to właśnie te kropki są miejscem, w którym dochodzi do emisji. Dzięki precyzyjnemu impulsowi laserowemu naukowcy byli w stanie wybić elektron, tworząc w ten sposób ekscytony. Każdy z ekscytonów składał się z ujemnie naładowanego elektronu z jednej warstwy diselenku wolframu i dodatnio naładowanej dziury z drugiej warstwy. Po chwili elektron wracał w miejsce, w którym przed chwilą się znajdował, a ekscyton emitował foton z zakodowaną informacją kwantową.
      Okazało się jednak, że poza fotonami i ekscytonami jest coś jeszcze. Powstawały fonony, kwazicząstki będące produktem wibracji atomowych.
      W ten sposób po raz pierwszy zaobserwowano fonony w emiterze pojedynczych fotonów w dwuwymiarowym systemie atomowym. Bliższe analizy wykazały, że każdy foton emitowany w ekscytonu był powiązany z jednym lub więcej fononami. Naukowcy postanowili więc wykorzystać to zjawisko. Okazało się, że za pomocą napięcia elektrycznego mogą wpływać na energię interakcji pomiędzy fotonami i fononami. Zmiany te są mierzalne i można je kontrolować.
      To fascynujące, że możemy tutaj obserwować nowy typ hybrydowej platformy kwantowej. Badając interakcję pomiędzy fononami a kwantowymi emiterami, odkryliśmy zupełnie nową rzeczywistość i nowe możliwości kontrolowania i manipulowania stanami kwantowymi. To może prowadzić do kolejnych odkryć w przyszłości, dodaje Ruoming Peng, jeden z autorów badań.
      W najbliższym czasie naukowcy chcą stworzyć falowody, za pomocą których będą przechwytywali wygenerowane fotony i kierowali je w wybrane miejsca. Mają tez zamiar skalować swój system, by jednocześnie kontrolować wiele emiterów oraz fonony. W ten sposób poszczególne emitery będą mogły wymieniać informacje, a to będzie stanowiło podstawę do zbudowania kwantowego obwodu. Naszym ostatecznym celem jest budowa zintegrowanego systemu kwantowych emiterów, które mogą wykorzystywać pojedyncze fotony przesyłane za pomocą przewodów optycznych oraz fonony i używać ich do kwantowych obliczeń, wyjaśnia Li.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego przygotowali raport o konsumpcji informacji przez Amerykanów w 2008 roku [PDF]. Wynika z niego, że mieszkańcy USA w ciągu 12 miesięcy "użyli" 3,6 zettabajtów (1021, bilion gigabajtów) informacji i niemal 11 biliardów wyrazów. Oznacza to, że przeciętny mieszkaniec tego kraju "konsumował" każdego dnia 34 gigabajty informacji i 100.500 wyrazów. Dane takie uzyskano na podstawie analizy ponad 20 źrodeł informacji. Od książek i gazet po przenośne gry komputerowe, radio satelitarne i internetowy przekaz wideo. W badaniach nie uwzględniono informacji "konsumowanej" w czasie pracy.
      Uczeni zdefiniowali "informację" jako przepływ danych docierających do ludzi i policzyli bajty, słowa oraz czas spędzany na konsumpcji.
      Najbardziej rozpowszechnionym sposobem korzystania z informacji jest przekaz obrazkowy. Około 2 zettabajtów pozyskano z gier wideo, a 1,3 ZiB z telewizji. Widać tutaj wyraźny wzrost w porównaniu z poprzednimi badaniami z roku 2000 i 2003.
      Uczeni zauważają, że liczba godzin spędzanych na konsumpcji informacji rośnie w latach 1980-2008 w tempie 2,8% rocznie. Przed 28 laty przeciętny Amerykanin "konsumował" informacje średnio przez 7,4 godziny na dobę. Obecnie jest to 11,8 godziny.
      Wśród źródeł informacji nadal dominuje radio i telewizja. Naukowcy wyliczyli, że 60% czasu konsumpcji jest związane właśnie z tymi mediami. Amerykanie spędzają przy źródłach nie związanych z komputerem ponad 75% czasu związanego z konsumpcją informacji.
      Jednocześnie jednak widać, że komputery zmieniają sposób przyswajania informacji. Przed ich pojawieniem się jedynym interaktywnym źródłem informacji był telefon. Dzięki komputerom 33% słów i ponad 50% bitów jest odbieranych w sposób interaktywny. Komputery przyczyniły się też do zwiększenia, zagrożonego przez telewizję, czytelnictwa, gdyż słowo pisane jest głównym sposobem komunikacji z maszyną.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Po raz pierwszy udało się dwukrotnie wykryć poruszający się pojedynczy foton, nie niszcząc go przy tym. To ważna osiągnięcie, gdyż dotychczas foton ulegał zwykle zniszczeniu podczas jego rejestrowania. Najnowsze osiągnięcie może przyczynić się do powstania szybszych i bardziej odpornych na zakłócenia sieci optycznych i komputerów kwantowych.
      Zwykle wykrycie fotonu wiąże się z jego zaabsorbowaniem. Jednak foton może nieść ze sobą cenne informacje, a w takich przypadkach specjaliści woleliby mieć możliwość odczytania tych danych i przepuszczenia fotonu dalej, do miejsca docelowego. Żadna metoda detekcji nie jest w 100% skuteczna, zawsze istnieje ryzyko, że coś się prześliźnie niewykryte, mówi jeden z autorów badań, Stephan Welte, fizyk kwantowy z Instytutu Optyki Kwantowej im. Maxa Plancka w niemieckim Garching. Dlatego też możliwość niedestrukcyjnego wykrywania fotonów jest tak ważna – ustawienie detektorów jeden za drugim zwiększa szanse, że wykryjemy wszystkie interesujące nas fotony.
      Dotychczas opracowano różne sposoby wykrywania fotonu bez jego niszczenia. Często polegają one na interakcji fotonu z jonem, nadprzewodzącym kubitem lub innymi systemami kwantowymi. Jednak w ten sposób możemy albo wykonać pojedynczą niedestrukcyjną rejestrację poruszającego się fotonu, albo liczne niedestrukcyjne odczyty stacjonarnego fotonu uwięzionego we wnęce.
      Teraz naukowcy z Niemiec dwukrotnie wykryli pojedynczy foton wędrujący światłowodem. Wykorzystali w tym celu skonstruowany przez siebie niedestrukcyjny detektor zbudowany z pojedynczego atomu rubidu uwięzionego w odbijającej wnęce. Foton, wpadając do wnęki, odbija się od jej ścian, zmieniając stan kwantowy atomu, co można wykryć za pomocą lasera. Uczeni umieścili dwa takie detektory w odległości 60 metrów od siebie. Wykryły one ten sam foton, nie absorbując go. Welte mówi, że teoretycznie można w ten sposób wykryć pojedynczy foton nieskończoną liczbę razy, jednak w praktyce istnienie 33-procentowe ryzyko, że użycie detektora spowoduje utratę fotonu.
      Nowa technologia może w przyszłości pozwolić na śledzenie trasy fotonów. Pozwoli to na przyspieszenie pracy systemów kwantowych, gdyż będziemy w stanie upewniać się, że zakodowane w fotonach informacje dotrą tam, gdzie powinny.
      Powiedzmy, że chcesz wysłać kwantową informację z Monachium do Nowego Jorku. Możesz w międzyczasie wielokrotnie sprawdzać, czy foton nie został po drodze utracony, np. sprawdzając, czy dotarł do Paryża. Jeśli okaże się, że foton zgubił się po drodze, można będzie natychmiast wysłać go ponownie. Nie trzeba będzie czekać na zakończenie całej transmisji, by upewnić się, że wszystko poszło tak, jak powinno, wyjaśnia główny autor badań, Emanuele Distante.
      Twórcy nowych detektorów uważają, że nie można ich będzie wykorzystać do podsłuchania kwantowej komunikacji. To jak śledzenie przesyłek. Możesz dowiedzieć się, gdzie jest paczka, ale nic nie wiesz o jej zawartości. Foton zawiera w sobie pewną kwantową informację. Możesz w sposób niedestrukcyjny go wykryć, ale nie odczytać, stwierdza Welte.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jak się okazuje, do rozwoju wielkich cywilizacji ludzkości potrzebny był nie tylko miecz i pług, ale również pióro. Autorzy najnowszej analizy dowodzą, że o być albo nie być protopaństw i pierwszych cywilizacji decydowała technologia informacyjna.
      Analiza danych zgromadzonych w ramach projektu „Seshat: Global History Databank” dowodzi, że na pewnym etapie rozwoju rodzące się państwa napotykały wąskie gardło w postaci konieczności wymiany informacji. Te, które sobie z tym poradziły, mogły rozwijać się dalej.
      Jaeweon Shin z Rice University, Michael Holton Price, David Wolpert, Hajime Shimao i Brendan Tracey z Santa Fe Institute oraz Timothy Kohler z Washington State University dowodzą, że każda cywilizacja rozwijała się w trzech etapach.
      Na początkowym etapie rozwój protopaństwa napędzany był samym wzrostem liczby ludności. Osiadły tryb życia, udomowienie roślin i zwierząt pojawiły się niezależnie w wielu miejscach na Ziemi. W wielu społeczeństwach doszło też do znacznej zmiany mobilności ich członków. Wraz z pojawianiem się nadwyżek żywności, przekazywaniem zgromadzonych dóbr kolejnym pokoleniom rosły nierówności, pojawiały się i umacniały ośrodki władzy.
      Powstawały protopaństwa, a wzrost ich siły był napędzany wzrostem liczby ludności. Niemal wszędzie obserwuje się występowanie takich powiązanych ze sobą zjawisk jak wzrost produkcji rolnej, wzrost liczby ludności, pojawianie się zaczątków miast, rozwój hierarchii politycznej i coraz większe nierówności majątkowe. Na wszystkich kontynentach gdzie pojawiło się rolnictwo zauważalny jest wysoki stopień podobieństwa zarówno w sposobie formowania się społeczności ludzkich, od niewielkich grup łowców-zbieraczy po ostatnią znaną nam formę czyli wielkie społeczeństwa miejskie.
      Naukowcy chcieli sprawdzić, co powoduje, że społeczeństwa rozwijają się w tak bardzo podobny sposób. W tym celu wzięli na warsztat bazę Seshat. To ambitny projekt, w którym pod uwagę branych jest ponad 1500 zmiennych, za pomocą których opisano ponad 400 społeczeństw z 6 kontynentów na przestrzeni ostatnich 10 000 lat historii.
      Na podstawie wykonanej analizy autorzy badań doszli do wniosku, że po początkowej pierwszej fazie rozwoju protopaństw wzrost liczby ludności przestaje wystarczać i pojawia się wąskie gardło. Jest nim konieczność opracowania efektywnego systemu wymiany informacji i przeprowadzania transakcji handlowych. Istnieje bardzo silny związek pomiędzy sposobem, w jaki społeczeństwa przetwarzają informacją, a tym, jak duże mogą się stać. Wydaje się, że wcześnie dokonany postęp w przetwarzaniu informacji, a zatem np. pojawienie się pisma czy pieniądze, był dla rozwoju tamtych społeczeństw równie ważny, jak dla nas ważny jest dzisiaj internet, mówi Tim Kohler. Dopiero, gdy w takim protopaństwie pojawi się pismo i pieniądz, społeczeństwo może nadal się rozwijać i przejść do fazy trzeciej.
      Nasze analizy wykazały, że starożytne cywilizacje, po osiągnięciu pewnej wielkości, natykały się na informacyjne wąskie gardło. To punkt zwrotny naszej skali rozwoju społeczeństw. Bardzo rzadko zdarzało się, by bez pisma lub pieniądza, mogły nadal się rozwijać. Jednak tam, gdzie dokonano tych wynalazków, narodziły się wielkie imperia, dodaje Kohler.
      Badania Kohlera i jego kolegów dostarczają też możliwego wyjaśnienia różnic technologicznych, jakie widzimy pomiędzy cywilizacjami Starego i Nowego Świata. Ich praca dowodzi bowiem, że bardzo mało cywilizacji obu Ameryk było w stanie dotrzeć do punktu zwrotnego. W związku z tym istniała tam mniejsza presja na rozwój pisma i innych form informacji, które przyniosły postęp technologiczny w Europie i Azji.
      Jednym z głównych powodów, dla których cywilizacje Ameryki nigdy nie osiągnęły punktu zwrotnego był brak koni, wołów i innych dużych zwierząt zdolnych do przenoszenia ludzi i ładunków. Takie zwierzęta pozwalały na powstanie nadwyżek żywności, ułatwiały handel i umożliwiały ekspansję imperiów w Azji i Europie, dodaje Kohler.
      Naukowcy mają nadzieję, że analiza bazy Seshat da też odpowiedź na inne interesujące pytania, jak np. dlaczego niektóre cywilizacje upadły, mimo że nie widać żadnych zewnętrznych przyczyn ich porażki. Mamy nadzieję, że z czasem, gdy do Seshat będzie trafiało coraz więcej danych, uda nam się odpowiedzieć na tego typu pytania, mówi Kohler.
      Obecnie posiadamy nowe niezwykłe możliwości przechowywania i przetwarzania danych. Większe niż kiedykolwiek wcześniej. Czy to oznacza, że przed nami nowy etap rozwoju ludzkiej cywilizacji? A jeśli tak, to jak będzie on wyglądał, zastanawia się uczony.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Grupa naukowców z Uniwersytetu w Oksfordzie donosi o udanym splątaniu bakterii z fotonami. W październikowym numerze Journal of Physics ukazał się artykuł zespołu pracującego pod kierunkiem Chiary Marletto, który przeanalizował eksperyment przeprowadzony w 2016 roku przez Davida Colesa i jego kolegów z University of Sheffield.
      Podczas wspomnianego eksperymentu Coles wraz z zespołem umieścili kilkaset chlorobakterii pomiędzy dwoma lustrami i stopniowo zmniejszali odległość pomiędzy nimi tak, aż dzieliło je zaledwie kilkaset nanometrów. Odbijając białe światło pomiędzy lustrami naukowcy chcieli spowodować, by fotosyntetyczne molekuły w bakteriach weszły w interakcje z dziurą, innymi słowy, bakterie miały ciągle absorbować, emitować i ponownie absorbować odbijające się fotony. Eksperyment okazał się sukcesem. Sześć bakterii zostało w ten sposób splątanych z dziurą.
      Jednak Marletto i jej zespół twierdzą, że podczas eksperymentu zaszło coś więcej, niż jedynie połączenie bakterii z dziurą. Przeprowadzone analizy wykazały, że sygnatura energetyczna pojawiająca się podczas eksperymentu jest właściwa dla splątania molekuł wewnątrz bakterii e światłem. Wydaje się, że niektóre fotony jednocześnie trafiały w molekuły i je omijały, a to właśnie dowód na splątanie.
      Nasze modele dowodzą, że zanotowano sygnaturę splątania pomiędzy światłem a bakterią, mówi pani Marletto. Po raz pierwszy udało się dokonać splątania kwantowego w żywym organizmie.
      Istnieje jednak wiele zastrzeżeń, mogących podważać wnioski grupy Marletto. Po pierwsze i najważniejsze, dowód na splątanie zależy od tego, w jaki sposób zinterpretujemy interakcję światła z bakterią. Marletto i jej grupa zauważają, że zjawisko to można opisać też na gruncie klasycznego modelu, bez potrzeby odwoływania się do efektów kwantowych. Jednak, jak zauważają, nie można tego opisać modelem „półklasycznym”, w którym do bakterii stosujemy zasady fizyki newtonowskiej, a do fotonu fizykę kwantową To zaś wskazuje, że mieliśmy do czynienia z efektami kwantowymi dotyczącymi zarówno bakterii jak i fotonu. To trochę dowód nie wprost, ale sądzę, że wynika to z faktu, iż oni próbowali bardzo rygorystycznie podejść do tematu i nie wysuwali twierdzeń na wyrost, mówi James Wootton z IBM Zurich Research Laboratory, który nie był zaangażowany w badania.
      Z kolei Simon Gröblacher z Uniwersytetu Technologicznego w Delft zwraca uwagę na kolejne zastrzeżenie. Otóż energię bakterii i fotonu zmierzono wspólnie, nie osobno. To pewne ograniczenie, ale wydaje się, że miały tam miejsce zjawiska kwantowe. Zwykle jednak gdy chcemy dowieść splątania, musimy osobno zbadać oba systemy.
      Wiele zespołów naukowych próbuje dokonać splątania z udziałem organizmów żywych. Sam Gröblacher zaprojektował eksperyment, w którym chce umieścić niesporczaki w superpozycji. Chodzi o to, by zrozumieć nature rzeczy i sprawdzić czy efekty kwantowe są wykorzystywane przez życie. W końcu u swoich podstaw wszystko jest kwantem, wyjaśnia współpracownik Marletto, Tristan Farrow.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...