Несмотря на то, что универсальные квантовые компьютеры, способные решать широкий спектр задач, пока остаются лишь обещанием будущего, альтернативный путь развития современных квантовых технологий – создание мощных специализированных вычислительных устройств – приобретает значительную и всё большую актуальность. Такие устройства, оптимизированные для решения конкретных типов задач, обладают потенциалом существенно превосходить возможности традиционных компьютеров в своей области применения. В Москве на конференции «Сверхпроводниковые квантовые технологии», организованной НИТУ «МИСиС», МФТИ и Российским квантовым центром, обсуждались перспективы создания и преимущества подобных машин. Мы имели возможность пообщаться с Павлом Буныком, главным конструктором архитектуры процессоров компании D-wave, о возможностях и будущем квантовых симуляторов, разрабатываемых на основе сверхпроводящих кубитов.
Иллюстрация: G. J. Chaplain et al. / Physical Review Letters. Физики выдвинули концепцию устройства для генерации акустических волн, способных переносить орбитальный угловой момент. Устройство представляет собой трубку с пилообразным профилем на одном из концов. Исследователи продемонстрировали, что при погружении такой трубки в водную среду простой орбитальный момент будет передаваться волнам давления. Данный эффект может быть использован для передачи вращения объектам, удерживаемым акустическим пинцетом. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters и кратко освещены в Physics. Это открытие отсылает к аналогичному явлению, обнаруженному тридцать лет назад: кванты света также способны переносить орбитальный момент. Волновой фронт такого излучения имеет винтообразную структуру с фазовой сингулярностью в центре луча. Для его генерации экспериментаторы используют спиральные пластинки.
Иллюстрация: Mathias Lechelon et al. / Science Advances. Французские физики совсем недавно экспериментально обнаружили удивительные дальнодействующие силы притяжения между биологическими молекулами в слабом солевом растворе. Причем. эти силы способны влиять на поведение молекул даже на расстоянии до 100 нанометров. В ходе этого исследования, результаты которого опубликованы в журнале Science Advances, ученые использовали белок R-фикоэритрин в качестве объекта изучения. Для анализа были применены методы флуоресцентной корреляционной спектроскопии и терагерцовой спектроскопии. С точки зрения физики живая материя представляет собой сложную систему взаимодействий между биомолекулами, преимущественно белками и нуклеиновыми кислотами. Данные взаимодействия, несмотря на свою сложность, весьма эффективно реализуют биологические функции организма. По оценкам, в клетке человека происходит около 130000 различных бинарных взаимодействий между белками, из которых изучено лишь около 34000.
На иллюстрации: Поток аэрозольных частиц при игре духового оркестра. H.A. Hedworth et al. / Science Advances. Исследователи из США провели моделирование воздушных потоков, возникающих при игре духового оркестра в двух концертных залах штата Юта. Результаты исследования, опубликованные в журнале Science Advances, показали, что в большом зале с современной системой кондиционирования воздуха оптимальная рассадка музыкантов и открытые боковые двери позволили снизить концентрацию аэрозольных частиц в тысячу раз. В малом зале с устаревшей системой кондиционирования открытых дверей оказалось недостаточно для эффективного удаления аэрозолей, что требует установки дополнительных воздуховодных каналов. Данное исследование актуально в контексте вспышки COVID-19 среди участников хора в штате Вашингтон. В результате репетиции, на которой присутствовал один инфицированный человек, 53 из 61 участников хора заболели COVID-19.
