Основная проблема существующих технологий генерации последовательностей случайных чисел заключается не в самом процессе их создания, а в сложности доказательства их истинной случайности. Тем не менее ученые-физики из известного Национального института стандартов и технологий (NIST) разработали новый принцип, ставший основой для инновационного генератора случайных чисел. Благодаря квантовой природе данного принципа обеспечивается гарантия того, что на выходе устройства формируется исключительно абсолютно случайная последовательность битов. В отличие от этого, ряд современных аналогов использует в качестве источника данных явления, которые могут быть подвержены определенным формам прогнозирования. Несмотря на потенциальные недостатки таких способов, они используются достаточно широко в шифровании данных, которым мы пользуемся каждый день, заходя на сайты по защищенному протоколу https, к примеру.
Архив рубрики: Наука
Предложен механический вариант сопоставления степени поляризации и меры квантовой запутанности света
Иллюстрация: Xiao-Feng Qian & Misagh Izadi / Physical Review Research. Физики разработали метод сопоставления электромагнитных волн с системами материальных точек, механические параметры которых численно эквивалентны характеристикам исходной волны — степени поляризации и мере квантовой запутанности. В рамках данной механической аналогии соотношение между этими величинами сводится к теореме Пифагора. Результаты исследования были опубликованы в журнале Physical Review Research. Использование аналогий между физическими системами существенно упрощает научную деятельность, даже если системы обладают различной природой и сходство проявляется исключительно на уровне математического описания. В качестве примера можно привести стандартный прием квантовой теории поля при конечной температуре, заключающийся во формальной замене обратной температуры фиктивным временем, которое изначально не является переменной системы.
Отечественные разработки в области физики полупроводников и их практическое применение: задел Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН
На фото: Александр Леонидович Асеев. Фото: Николай Малахин / «Научная Россия» (сайт: https://scientificrussia.ru/). Еще до недавнего времени Россия преимущественно опиралась на импортные технологические решения и готовые научные продукты. Данная тенденция была отмечена как Президентом РФ В.В. Путиным в ходе форума «Вычисления и связь. Квантовый мир», так и президентом РАН Г.Я. Красниковым в рамках Петербургского международного экономического форума. На текущем этапе использование внешних ресурсов ограничено, что обуславливает необходимость перехода к созданию собственных разработок. В условиях текущей геополитической обстановки приоритетное значение приобретает производство отечественной научной продукции и электронных компонентов, включая информационные технологии, вычислительные системы и средства связи, которые являются фундаментом оборонно-промышленного комплекса.
Метаматериал из сферических слоев магнитооптического вещества может помочь в исследовании эмерджентной аксионной электродинамики
Иллюстрация: N + 1; Leon Shaposhnikov et al. / Physical Review B. Физики из Университета ИТМО совместно с нобелевским лауреатом Франком Вильчеком провели численный расчет наиболее важных параметров метаматериала, магнитооптический отклик которого имитирует свойства гипотетических аксионов. Данное исследование, опубликованное в журнале Physical Review B, создает предпосылки для проведения экспериментов с эмерджентной аксионной электродинамикой. Термин «аксион» был впервые предложен Франком Вильчеком для обозначения частиц, которые могли бы разрешить проблемы нарушения CP-симметрии в квантовой хромодинамике. В настоящее время аксионы рассматриваются как одни из основных кандидатов на роль темной материи и являются объектом активных поисков как в рамках астрофизических наблюдений, так и в ходе наземных экспериментов.
Неразгаданные тайны современной науки: от природы темной материи, до механики гравитации
За последние два столетия научное сообщество получило ответы на множество вопросов относительно природы окружающего мира и фундаментальных законов его функционирования. Человечество наконец уже обрело возможность исследовать как разные масштабные галактические структуры, так и элементарные атомы, составляющие материю. Были разработаны разные вычислительные системы, способные решать задачи, превышающие возможности человеческого интеллекта. Решение многовековых математических проблем привело к созданию теорий, которые сформировали новые научные вызовы. В 1900 году британский физик лорд Кельвин утверждал, что в области физики отсутствуют новые объекты для изучения и дальнейшая работа сводится лишь к уточнению измерений. Однако последующие три десятилетия квантовая механика и теория относительности Эйнштейна радикально трансформировали данную дисциплину. В настоящее время ни один специалист не может заявить о завершении формирования наших знаний о Вселенной.
Модель кинетики образования металлического водорода во флюидном состоянии предложена в МФТИ и ОИВТ РАН
Исследователи из МФТИ и ОИВТ РАН разработали модель кинетики образования металлического водорода в флюидном состоянии, результаты которой были недавно опубликованы в журнале ChemPhysChem. Водород является очень распространенным элементом во Вселенной и в самых обычных условиях находится в газообразном состоянии. При воздействии экстремальных давлений (сотни атмосфер) он переходит в жидкую фазу, а затем — в твердое тело, которое предположительно обладает уникальными свойствами сверхпроводимости. Несмотря на значимость этого явления, физика поведения водорода при высоких давлениях остается недостаточно изученной. В настоящее время используются экспериментальные модели, применяемые, в частности, в астрофизике для описания структуры ядра Юпитера: под воздействием высокого давления жидкий водород внутри планет-гигантов переходит в металлическое состояние, что обуславливает формирование их магнитных полей.
