Неравенство Белла или как описать кубиты в условиях квантовой неопределенности

Книга Криса Бернхардта производит на меня сильное впечатление своим доступным и увлекательным изложением предмета, которым заняты квантовые вычисления. На мой взгляд, автор этой книги представляет неравенство Белла в наиболее понятной простой форме среди всех интернет-источников, доступных широкой аудитории. В данной статье я хотел бы пересказать вам  интерпретацию неравенства Белла, предложенную Крисом Бернхардтом. Итак! Как известно, высказывание “Бог не играет в кости” отражает фундаментальный принцип квантовой физики: результаты квантовых измерений носят вероятностный характер. Невозможно получить измерение с абсолютной точностью, можно лишь определить вероятность наступления того или иного события. Такие эффекты наблюдаются исключительно в микромире. В отличие от этого, классическая физика основывается на детерминированности – предположении о возможности точного предсказания будущего состояния системы.

Читать далее

Лазерное излучение позволило перевести бислой из переходных металлов в ферромагнетик

Иллюстрация: Xi Wang et al. / Nature. Ученые-физики добились преобразования скрученного бислоя из двух дихалькогенидов переходных металлов в ферромагнетик путем воздействия лазерного излучения. Полное теоретическое моделирование показало, что данный эффект может быть просто объяснен посредством блуждающих экситонов, которые выступают в роли посредников между разными спинами, локализованными в ячейках муаровой решетки. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature. Постоянный магнит – очень яркий пример проявления уникальной квантовой фазы вещества на макроскопическом уровне. Ферромагнетизм обусловлен коллективным взаимодействием магнитных моментов атомов. Несмотря на понимание принципов возникновения магнитного порядка в обычном железе, детальный контроль и изучение данного явления затруднены из-за ограниченного доступа к отдельным атомам и их огромного количества.

Читать далее

Ученые в США построили подробную физическую модель для определения степени готовности спагетти: когда делать больше нечего

Иллюстрация: Jonghyun Hwang et al. / Physics of Fluids. Американские исследователи провели исследование, направленное на выявление взаимосвязи между их степенью готовности лапши (определенной распределением воды в её структуре и её механическими свойствами) и склонностью к слипанию. Для этого они разработали детальную модель диффузии воды в крахмале, а также установили связь между концентрацией воды и упругостью набухшей лапши. Полученные результаты демонстрируют хорошее соответствие с экспериментальными данными. Результаты исследования опубликованы в журнале Physics of Fluids. Макаронные изделия представляют интерес для физиков не только как кулинарный продукт, но и как объекты, позволяющие изучать разнообразные механические, гидростатические и гидродинамические явления. К таким явлениям относятся, например, сложный характер распространения механических волн по сухой тонкой лапше, из-за которого её невозможно разломать руками на две части, а также связь эластичности макарон с их набуханием в воде и нагревом.

Читать далее

Ученые впервые получили изображение пары запутанных фотонов

Ученые из Института квантовых вычислений Канадского университета Ватерлоо впервые зафиксировали изображение пар фотонов, связанных специфическим типом квантовой запутанности по энергии-времени. Полученные экспериментальные данные, а также знания, основанные на этих уникальных снимках, могут быть использованы в будущем для разработки абсолютно новых квантовых криптографических алгоритмов и протоколов для обеспечения безопасной квантовой связи.  “Разработанная нами технология съемки открывает возможность исследования разнообразных квантовых эффектов, что ранее было недоступно из-за ограниченной скорости существующих детекторов”, – отметил Жан-Филипп Маклин, ведущий исследователь проекта. Исследователи разработали новую технологию оптического стробирования, которая позволила им запечатлеть одно из самых быстрых квантовых явлений.

Читать далее

Динамические процессы и математика любви: невозможное в возможном

Данная статья, основанная на работах Julien Clinton Sprott’a (“Dynamical models of love”, Nonlinear Dynamics Psychology and Life Sciences, August 2004), представляет собой попытку осмыслить вечную проблему любви с помощью научных методов. Несмотря на то, что тема любви неоднократно поднималась в литературе и искусстве (от античных трагедий до произведений Шекспира и Анджея Вайды), поиск универсального ответа на вопрос о природе любви продолжается. Психологи, занимающиеся этой проблемой, порой сами сталкиваются с трудностями в личной жизни. Их анализ собственного опыта, изложенный в популярных книгах, может вызывать сомнения в объективности и научной строгости подхода. И вот наконец, не поэты с писателями и психологами взяли любовь за горло. Математика – царица наук. Способна ли она справиться с вечной проблемой? Выходят книги, например, Джона Готмана «Математика брака», и других авторов. Развитие романтических отношений математики рассматривают как динамический процесс

Читать далее

Магия простых чисел: примеры и неожиданные открытия

Значение простых чисел как в повседневной жизни, так и во всех сферах деятельности трудно переоценить. Человечество опирается на их уникальные свойства, используя их в качестве основы для бесчисленного множества элементов, составляющих наше общество.  Простые числа, не поддающиеся делению на другие числа, часто именуют «атомами» математического мира. Как справедливо заметил Карл Саган, они играют фундаментальную роль, будучи строительными блоками всех чисел, а те, в свою очередь, являются основой нашего понимания Вселенной. Проявление простых чисел можно наблюдать как в природе, так и в нашей жизни: цикады определяют свои жизненные циклы с их помощью, часовщики используют их для расчёта хода механизма, а в авиационных двигателях они служат для балансировки частоты воздушных импульсов.

Читать далее