Британские физики нашли способ получать больше информации о движущихся объектах, которые скрыты от наблюдателя рассеивающей средой. Новый метод основан на вычислении разности между функциями автокорреляции с разделенным временным интервалом и ими же, но в конечный момент времени. Исследование опубликовано в Nature Communications. Когда мы фокусируем зрение на какой-либо объект, свет от его участков попадает к нам на сетчатку и формирует там изображение согласно распределению интенсивности в лучах, идущих под различными углами. Точно так же это работает в цифровых и пленочных камерах. Если же на пути между нами и объектом появляется рассеивающая среда, она начинает искажать распределение интенсивности, вплоть до полного исчезновения изображения.
Архив рубрики: Наука
Квантовые коды коррекции ошибок позволили надежно стабилизировать логические кубиты
Иллюстрация: Zhongchu Ni et al. / Nature, 2023. Двум научным группам независимо друг от друга удалось реализовать квантовые коды коррекции ошибок, время которых не превзошло время жизни квантовой системы. В обеих работах физики использовали высококогерентные сверхпроводниковые кубиты-трансмоны из тантала. Их большое время когерентности и разработанные методы кодировки, измерения и обработки позволили скорректировать ошибки логических кубитов в 1,16 и в 2,27 раз быстрее времени жизни кубита. Статьи (1, 2) опубликованы в журнале Nature. Разработать и реализовать коды коррекции ошибок, которые не будут замедлять или значительно усложнять квантовую систему, оказывается непросто. Для отслеживания и коррекции ошибок в физических кубитах ученые используют дополнительные кубиты (их называют анциллами), причем таких кубитов требуется довольно много, иногда даже больше, чем кубитов-носителей информации.
Впервые проведено наблюдение рождения электрон-позитронных пар из вакуума под действием электрического поля
Иллюстрация: A. Schmitt et al. / Nature Physics, 2023. Физики увидели аналог рождения электрон-позитронных пар из вакуума под действием электрического поля большой напряженности, исследуя проводимость графенового транзистора. Поведение обычных электронов и дырок в этом материале повторяет высокоэнергетическое поведение электронов и позитронов в вакууме и допускает спонтанное рождение пар частица-античастица при существенно меньших электрических полях, чем предсказывал Швингер. Ученые обнаружили такое рождение по поведению проводимости образца в зависимости от приложенного к транзистору напряжения. Исследование опубликовано в Nature Physics. Объединение квантовой механики и специальной теории относительности позволило Дираку предсказать существование позитрона как состояния электрона с энергией, принадлежащей отрицательному континууму.
Разработан алгоритм упорядочивания атомов в правильные бездефектные структуры с помощью оптической решетки
Иллюстрация: N + 1; Weikun Tian et al. / Physical Review Applied, 2023. Сингапурские физики продемонстрировали алгоритм упорядочивания атомов, пойманных в оптические решетки, в правильные бездефектные структуры, в котором число шагов масштабируется как квадратный корень от размера массива. Предыдущие попытки добивались в лучшем случае линейного роста. Экспериментальная реализация алгоритма для 225 атомов позволила довести успешность процедуры до 33 процентов при комнатной температуре. Авторы нарисовали атомами различные фигуры, включая фрактал и символ Сингапура. Исследование опубликовано в Physical Review Applied. Атомы, подвешенные с помощью лазерных пинцетов или оптических решеток в упорядоченные структуры, — это перспективная платформа для квантовых вычислений и квантовых симуляций.
Предложена эффективная технология простой томографии смешанных состояний запутанности двух фотонов
Иллюстрация: N + 1; Gabriela Barreto Lemos et al. / Physical Review Letters, 2023. Физики из Австрии, Польши и США показали, что для простой томографии смешанных состояний запутанности двух фотонов достаточно измерять свойства одного из них. Во всех предыдущих случаях смешанность двухчастичного состояния требовала детектирования обеих частиц. Ранее ученые описали свой способ теоретически, а теперь же провели эксперимент. Исследование опубликовано в Physical Review Letters. Для построения квантовой механики физикам пришлось шире взглянуть на теорию вероятности. На смену обычной вероятности того или иного исхода пришла амплитуда вероятности, квадрат модуля которой равен классической вероятности. Такой подход позволил объяснить явление квантовой интерференции: когда некоторый процесс может происходить двумя и более способами (например, электрон пролетает через две щели), вероятность его исхода содержит характерные осцилляции.
От неполноты познания мира к относительности его представления: у истоков современных физических парадигм
Иллюстрация: “Происхождение мира” в стиле Василия Кандинского. Midjourney. Европа позднего средневековья была довольно замкнутым культурным пространством. От политеизма, культурного взаимообмена и философской свободы времён греческой и римской античности не осталось и следа. Широко исповедовались только три авраамические религии — повсеместно распространенное христианство, иудаизм в еврейских общинах и ислам в арабской Испании. Философия была строго догматизирована и чётко следовала религиозным канонам. За любые несоответствующие догматам Церкви мысли могло последовать строгое наказание — предание анафеме или даже что похуже. Например, известный нидерландский философ Барух (Бенедикт) Спиноза за свои пантеистические взгляды был изгнан из еврейской общины и подвергнут остракизму,
