Иллюстрация: Beicheng Lou et al. / Science Advances, 2022. Американские физики исследовали прохождение микроволнового излучения через скрученный бислой фотоннокристаллических пластин. Они показали, что при таких условиях частью волноводных резонансов можно управлять. Это будет полезно для включения и выключения связи между падающей и волноводной модами в широком спектре практических приложений. Исследование опубликовано в Science Advances. Волноводный резонанс (guided-mode resonance) — это явление, возникающее при падении света на пленку с периодической модуляцией показателя преломления (фотонный кристалл). Наличие периодичности способствует сильному связыванию падающей волны с волноводной модой внутри пленки за счет дифракции и, в конечном итоге, усилению взаимодействия света и вещества.
Архив рубрики: Наука
Существует ли на самом деле наблюдаемая нами физическая реальность: квантовая механика и теория относительности
Слышен ли звук падающего дерева в лесу, если рядом никого нет? Ответ на этот старый философский вопрос может оказаться не таким простым. О чём бы мы ни спорили, в одном мы все можем согласиться друг с другом: наблюдаемая нами физическая реальность существует на самом деле. Конечно, мы можем долго обсуждать разные связанные с этим философские вопросы, однако предположение о существовании реальности не противоречит ничему, что мы могли бы измерить. Наши органы чувств, лабораторные эксперименты, телескопы, обсерватории, естественные процессы и всё то, что происходит при вмешательстве человека – всё это подтверждает наше предположение. Реальность существует, а её физическое описание довольно точное, поскольку любые измерения, проводимые в любой момент в любом месте, ему соответствуют.
МИСиС продемонстрировал сверхпроводниковую интегральную микросхему, реализующую четырехкубитный квантовый вычислитель
На иллюстрации: Изображение интегральной схемы в оптическом микроскопе (в ложном цвете). Микросхема реализует 5 кубитов (емкость одного из них отмечена зеленым), связанных с резонаторами (красный) для индивидуального считывания. Каждый кубит снабжен управляющей потоковой линией и антенной для осуществления однокубитных операций (синий и желтый, соответственно). Источник: Пресс-служба НИТУ “МИСиС”. Российским ученым удалось создать четырехкубитный квантовый вычислитель и продемонстрировать на нем точность двухкубитных операций более 97 процентов. Физически процессор представляет собой сверхпроводниковую интегральную микросхему, спроектированную учеными из МФТИ и НИТУ МИСиС, говорится в пресс-релизе.
Изготовлен микролазер, способный излучать фотоны с четырехмерными свойствами
Иллюстрация: Zhifeng Zhang et al. / Nature, 2022. Физики из Италии и США изготовили микролазер, излучающий луч света с четырехмерными свойствами. Они расширили двумерное пространство спина фотона, связав его с уникальным орбитальным моментом (закрученностью). Устройство состоит из двух кольцевых микрорезонаторов, связанных контрольными волноводами, и способно излучать любое состояние на соответствующей гиперсфере Пуанкаре. Исследование опубликовано в Nature. Масштабирование квантовых компьютеров — это ключевой этап, необходимый для того, чтобы эта технология начала приносить ощутимую пользу. Наиболее очевидный путь — экстенсивный — предполагает наращивание числа кубитов в процессоре. Лучше всех в этом вопросе дела идут у IBM, которая недавно отчиталась о создании 433-кубитного процессора, а к 2023 году планирует разработать 1121-кубитный вычислитель.
Предложена математическая модель прохождения информации через голографическую кротовую нору
На иллюстрации показано художественное представление червоточины, возникшей в квантовом компьютере. inqnet/A. Mueller (Caltech). Американские физики провели первую в истории симуляцию прохождения информации через голографическую кротовую нору, выполненную на квантовом компьютере. Исследование стало первым шагом к лабораторному изучению эффектов квантовой гравитации с помощью исключительно квантовых систем. Оно опубликовано в Nature, кратко его пересказывают Адам Браун и Леонард Сасскинд в редакционной статье того же номера журнала. Построить теорию всего — заветная мечта физиков. Сегодня они уже смогли объединить три из четырех фундаментальных взаимодействия. Последний шаг на этом пути — это связать квантовую теорию с гравитацией — оказался довольно сложным и не сделан до сих пор.
Квантовые флуктуации вакуума позволили разработать метод устранения слипания близко расположенных нанопластин
Иллюстрация: Левитация золотой пластинки в жидкости между полосами золота и стекла под действием температурной модуляции. Falco Schmidt et al. / Nature Physics, 2022. Физики разработали метод, который позволяет избежать слипания двух близко расположенных нанопластин и управлять перемещением одной из них. Для этого они поместили пластины в двухкомпонентную жидкость, в которой между пластинами возникают силы отталкивания, зависящие от температуры. Меняя температуру, ученые регулировали расстояние между нанообъектами. Технологию планируют использовать в микро- и наноустройствах. Работа опубликована в Nature Physics. При разработке наноустройств одной из проблем может быть слипание частей, которое происходит из-за сил Казимира. Силы Казимира возникают между двумя поверхностями, расположенными на расстояниях не более нескольких сотен микрометров, из-за квантовых флуктуаций электромагнитных полей в вакууме.
