Вопрос о существовании случайности является предметом вечных обсуждений и жарких споров. Некоторые специалиств считают, что мир практически целиком состоит из одних случайных событий, другие же утверждают, что абсолютной случайности не существует. Глубокомысленные рассуждения на эту тему могут продолжаться бесконечно, однако, перейдя от абстрактных размышлений к более приземленным реалиям, мы увидим, что случайные числа нашли широкое применение в нашей жизни. От игровых автоматов до систем шифрования информации – везде используются алгоритмы, генерирующие непредсказуемые последовательности чисел или символов. Этот процесс называется генерацией случайных чисел (ГСЧ). На протяжении истории человечества было разработано множество методов ГСЧ. Некоторые из них просты и понятны: бросание игральных костей, подбрасывание монеты (орел/решка), тасование колоды карт и т.д.
Архив рубрики: Наука
Сильное взаимодействие и как его измерить на Большом адронном коллайдере: кратко о главном
Физика высоких энергий и физика астрочастиц являются сегодня ведущими направлениями в области исследования всех фундаментальных свойств материи. Благодаря экспериментам в этих областях ученые получают возможность изучать пожалуй самые таинственные явления природы, такие как, например, поле Хиггса и темная материя. Практически все фундаментальные взаимодействия в природе можно классифицировать по четырем типам: гравитационное, электромагнитное, слабое и сильное. Гравитационное и электромагнитное взаимодействия действуют на любые расстояния, в то время как слабое и сильное взаимодействия проявляются только на очень малых расстояниях. Гравитационное взаимодействие присуще всем телам, обладающим массой. Электромагнитное взаимодействие отвечает за явления, связанные с заряженными телами и частицами, а также за упругие, вязкие, молекулярные и химические взаимодействия.
Новые фотонные вычисления или как по новому использовать бозонный сэмплинга в фотонной оптической схеме
Иллюстрация: Jun Gao et al. / arXiv.org. Китайские физики разработали инновационный метод бозонного сэмплинга в фотонной оптической схеме. Их подход основан на использовании информации о времени регистрации фотонов для оценки вероятностей различных исходов. Для реализации сэмплинга исследователи применили интегральные схемы, соединенные последовательно во времени. Данная методика позволяет увеличить размерность задачи бозонного сэмплинга при фиксированном количестве входных одиночных фотонов и превзойти возможности классического компьютера в решении этой задачи. Предварительная версия работы опубликована на сайте arXiv.org. Бозонный сэмплинг представляет собой перспективный инструмент для демонстрации возможностей квантовых вычислений. Однако реализация его на классическом компьютере сопряжена с существенными сложностями, в отличие от фотонных вычислительных систем.
Квантовая запутанность и как в ней не запутаться или как запутать электроны с помощью термоэлектрических эффектов
На иллюстрации показана схема разделителя купервоских пар на основе графена. Z. B. Tan et al. / Nature Communications. Группа ученых из Финляндии, России, Группа исследователей из Финляндии, России, Китая и США представила в журнале Nature Communications результаты исследования, демонстрирующие возможность генерации запутанных пар электронов в сверхпроводящих структурах посредством манипуляции температурными различиями в графеновой системе. Квантовая запутанность давно признана фундаментальным ресурсом для прогресса в области квантовых технологий. В частности, она используется в квантовых компьютерах для объединения отдельных квантовых вычислительных единиц (кубитов) в единую систему, что приводит к экспоненциальному росту вычислительной мощности. Запутанность также находит широкое применение в квантовой криптографии, обеспечивая защищенный обмен информацией на значительные расстояния.
Загадочный эффект Унру может быть обнаружен в системе из конденсата Бозе — Эйнштейна и лазерных пучков
Иллюстрация: Cisco Gooding et al. / Physical Review Letters. Недавно физики осуществили экспериментальное получение кольцеобразной структуры из вещества в сверхтекучем состоянии. Полученная структура способна вращаться более минуты со скоростью, превосходящей скорость звука в 18 раз. Подобный результат может способствовать реализации гигантского квантового вихря в аналогичных системах, как отмечается авторами в журнале Physical Review Letters. При охлаждении некоторых веществ до температур, близких к абсолютному нулю, они могут переходить в квантовое состояние с уникальными свойствами. Например, гелий в таких условиях становится сверхтекучим, демонстрируя поведение жидкости с нулевой вязкостью. Также многие вещества, в первую очередь разреженные атомные газы, превращаются в конденсаты Бозе — Эйнштейна, где частицы проявляют скоординированное поведение и описываются единой волновой функцией.
Сверхтекучесть и вращение квантовой жидкости: история открытия явления и исследования
Фото: R. Dubessy / University of Paris 13; CNRS Paris. Физики осуществили экспериментальное получение кольцеобразной структуры из вещества в сверхтекучем состоянии. Данная структура способна вращаться более минуты со скоростью, превосходящей скорость звука в 18 раз. Подобный удивительный результат может способствовать реализации гигантского квантового вихря в аналогичных системах, как отмечается авторами в журнале Physical Review Letters. При охлаждении некоторых веществ до температур, близких к абсолютному нулю, они могут переходить в квантовое состояние с уникальными свойствами. Например, гелий в таких условиях становится сверхтекучим, демонстрируя поведение жидкости с нулевой вязкостью. Также многие вещества, в первую очередь разреженные атомные газы, превращаются в конденсаты Бозе — Эйнштейна, где частицы проявляют скоординированное поведение и описываются единой волновой функцией.
