Ученые разрабатывают новые способы записи и хранения информации на основе “квантового коктейля” из синтетического кристалла

Ограничение скорости записи и считывания данных с магнитных носителей, например, жестких дисков, обусловлено физическими пределами их производительности. Здесь, для повышения скорости всех этих операций исследователи применяют новые методы, включающие воздействие ультракоротких импульсов лазерного света и иные подходы, направленные на сокращение времени переключения состояний магнитных областей. Хотя данный направление исследований весьма перспективно, физические механизмы, лежащие в его основе, до сих пор изучены не до конца. Основная сложность заключается в изучении архитектуры и взаимосвязей частиц магнитных материалов, которые на фундаментальном уровне следует рассматривать как квантовые системы, состоящие из множества дискретных квантовых объектов.

Читать далее

Предложен уникальный метаматериал с памятью формы для мягкой робототехники и умных сенсоров

Иллюстрация: Kwakernaak et al./Physical Review Letters, N + 1. Группа ученых разработала механический метаматериал с эффектом памяти, который может функционировать в качестве элементарного счетчика до десяти. Данный материал состоит из массива из десяти деформируемых ячеек, каждая из которых способна переключаться между двумя состояниями при нажатии, сохраняя при этом информацию о предыдущих изменениях. Согласно публикации в журнале Physical Review Letters, в перспективе подобные счетные устройства могут найти применение в области мягкой робототехники и интеллектуальных сенсоров. Отмечается, что характеристики метаматериалов определяются преимущественно не химическим составом, а геометрической микроструктурой (например, порядком расположения слоев различных веществ или периодичностью кристаллической решетки), что обуславливает их аномальные физические параметры.

Читать далее

Впервые созданы дробные квантовые состояния Холла в двумерной системе ультрахолодных атомов

На иллюстрации: Схема экспериментальной установки. Два атома рубидия в оптической решетке, параметры которой создают эффективное магнитное поле Julian Léonard et al. / Nature. Недавно физикам удалось впервые экспериментально создать дробные квантовые состояния Холла в двумерной системе ультрахолодных атомов. Согласно публикации в журнале Nature, в этих сгенерированных состояниях были зафиксированы ключевые характеристики дробного эффекта Холла: подавление двухчастичного взаимодействия, выраженные (анти)корреляции плотности и дробная величина аналога холловской проводимости. Дробный квантовый эффект Холла проявляется в двумерном электронном газе при воздействии сильных магнитных полей. При этом одноименно заряженные электроны испытывают отталкивание друг от друга, однако их движение не является прямолинейным вследствие действия сильного магнитного поля.

Читать далее

Предложен новый способ решения проблемы малого числа кубитов квантовых вычислителей для решения оптимизационных задач

Учёные изучили инновационный подход к преодолению ограничения малого количества кубитов в новых квантовых вычислительных устройствах при решении практических оптимизационных задач. Вместо наращивания вычислительной мощности, было предложено модифицировать формулировки самих задач. В рамках исследования продемонстрирована способность квантового компьютера решать различные варианты задач транспортной маршрутизации. Результаты работы опубликованы в журнале IEEE Transactions on Quantum Engineering. К наиболее сложных для классических вычислителей и наиболее перспективных для квантовых относятся задачи, относящиеся к классу квадратичной неограниченной бинарной оптимизации (QUBO). Однако ключевым моментом является то, что подобные оптимизационные задачи находят применение в самых разнообразных сферах реальной жизни, включая экономику, финансы и машинное обучение.

Читать далее

Существовала-ли вселенная до большого взрыва: что известно современной науке

В начале прошлого столетия благодаря исследованиям Хаббла и других астрономов было установлено, что Вселенная не ограничивается Млечным Путём (который представляет собой лишь одну из множества галактик, а не единственную галактику), и что все галактики удаляются друг от друга, подобно единичным точкам на поверхности надувающегося воздушного шара. Если предполагать расширение этого “шара”, логично заключить, что в прошлом Вселенная занимала меньший объём, а следовательно, обладала более высокой температурой и плотностью. Чем дальше в прошлое мы экстраполируем, тем более выражены эти тенденции, вплоть до достижения единой точки — так называемой сингулярности. Таким образом, выстраивается последовательная логическая цепочка: сингулярность привела к Большому взрыву, ознаменовав начало Вселенной.

Читать далее

В России представлены результаты научных исследования химических соединений, влияющих на долголетие

Учёные из Московского государственного университета представили итоги двухлетнего исследования, сфокусированного на изучении механизмов клеточного питания. Основная задача проекта заключалась в разработке целой группы препаратов, стимулирующих регенерацию внутриклеточных компонентов. В рамках данной работы был проанализирован массив из десятков тысяч химических соединений, сотен лекарственных видов растений, а также изучены особенности жизнедеятельности астраханских верблюдов и медведей, обитающих в Тверском заповеднике. Команде учёных удалось создать систему высокопроизводительного скрининга активаторов аутофагии, что позволило глубже понять механизмы, влияющие на продление жизни. Исторически дефицит продовольствия являлся ключевой проблемой как для человека, так и для его эволюционных предков.

Читать далее