Web Analytics Made Easy - StatCounter
FoulsCode

Εμφάνιση αναρτήσεων με ετικέτα Κβαντική. Εμφάνιση όλων των αναρτήσεων
Εμφάνιση αναρτήσεων με ετικέτα Κβαντική. Εμφάνιση όλων των αναρτήσεων

15 Νοεμβρίου 2017

Από την ΙΒΜ ο πρώτος κβαντικός υπολογιστής 50 qubit





Ένα ορόσημο στην ανάπτυξη των κβαντικών υπολογιστών ανακοίνωσε η ΙΒΜ την Παρασκευή, κάνοντας γνωστό ότι κατασκεύασε ένα μηχάνημα 50 κβαντικών bit, ή qubit όπως συνήθως ονομάζονται. Επίσης, η εταιρεία ολοκλήρωσε ένα σύστημα 20 qubit, το οποίο διατίθεται μέσω της πλατφόρμας cloud που έχει αναπτύξει.



Τα qubit είναι η στοιχειώδης μονάδα πληροφορίας στους κβαντικούς υπολογιστές και, σε αντίθεση με τα bit των συμβατικών υπολογιστών, εκτός από τις τιμές 0 και 1, μπορούν να βρεθούν σε μία “ενδιάμεση κατάσταση” των δύο παραπάνω τιμών, χάρις σε ένα φαινόμενο της κβαντικής φυσικής που ονομάζεται υπέρθεση καταστάσεων. Με αυτό τον τρόπο, ανοίγει ο δρόμος για συστήματα που θα έχουν πολλαπλάσια υπολογιστική ισχύ από τα συμβατικά μηχανήματα.

Δημιουργήθηκε ο πρώτος κβαντικός επεξεργαστής με 50 κβαντικά «μπιτ» [εικόνα]


Εταιρείες όπως οι IBM, Google, Intel, αλλά και η αμερικανική startup Rigetti, έχουν αποδυθεί σε έναν αγώνα δρόμου για να την κατασκευή κβαντικών υπολογιστών που θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε πρακτικές εφαρμογές. Σε αυτό το πλαίσιο, η ανακοίνωση της ΙΒΜ δεν σημαίνει πως το εν λόγω σύστημα είναι έτοιμο για κανονική χρήση.



Ενδεικτικό είναι πως και τα δύο μηχανήματα της εταιρείας, των 50 και 20 qubit, μπορούν να διατηρήσουν τις κβαντικές τους ιδιότητες, και έτσι να αξιοποιήσουν την υπέρθεση καταστάσεων, για μόλις 90 εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου – ένα εξαιρετικά μικρό χρονικό διάστημα, το οποίο ωστόσο αποτελεί ρεκόρ στον κλάδο.



Παρ’ όλα αυτά το σύστημα 50 qubit ανοίγει τον δρόμο για την υλοποίηση εργασιών που είναι πολύ δύσκολο να αναλάβουν συμβατικοί υπολογιστές. Έτσι, με δεδομένο πως όλα τα συστήματα έως σήμερα είχαν περιορισμένες δυνατότητες, που ουσιαστικά δεν υπερείχαν από τα συμβατικά συστήματα, η ανάπτυξή του αποτελεί σημαντικό βήμα στην ανάπτυξη πλήρως λειτουργικών κβαντικών μηχανημάτων.



Site: Τechnologyreview | insomnia.gr
Διαβάστε Περισσότερα »

13 Νοεμβρίου 2017

Η κβαντομηχανική προσέγγιση του αριθμού π




Μια εξίσωση που υπολογίζει τον αριθμό π ως απειρογινόμενο είναι η εξής:



Ο παραπάνω τύπος αποδείχθηκε από τον John Wallis το 1655 με μια μέθοδο διαδοχικών παρεμβολών.

Πριν από δεκαπέντε μέρες περίπου οι C. R. Hagen και Tamar Friedmann δημοσίευσαν ένα άρθρο με τίτλο «Quantum Mechanical Derivation of the Wallis Formula for π» , όπου αποδεικνύεται ο τύπος Wallis μέσα από την επίλυση μιας άσκησης κβαντομηχανικής σχετικά με τις ενεργειακές στάθμες του ατόμου του Υδρογόνου.

Υπενθυμίζεται ότι ο C. R. Hagen, μαζί με τους G. S. Guralnik και T. W. B. Kibble, με το κλασικό άρθρο τους «Global Conservation Laws and Massless Particles» συνέβαλαν, εξίσου με τον Peter Higgs, στη θεωρητική ανακάλυψη του μποζονίου Higgs.

To άτομο του Υδρογόνου είναι το μοναδικό άτομο του περιοδικού πίνακα στοιχείων για το οποίο η εξίσωση Schrödinger μπορεί να επιλυθεί ακριβώς (αρκεί βέβαια να περιοριστούμε μόνο στην ηλεκτροστατική αλληλεπίδραση πρωτονίου – ηλεκτρονίου).

Όταν στην κβαντομηχανική θέλουμε να μελετήσουμε πιο περίπλοκες καταστάσεις άλλων ατόμων ή ιόντων ή ακόμα και το ίδιο το άτομο του υδρογόνου που διαταράσσεται από ένα ηλεκτρικό πεδίο, τότε χρησιμοποιούμε προσεγγιστικές μεθόδους, π.χ την μέθοδο των διαταραχών ή την μέθοδο των μεταβολών.

Οι Friedmann και Hagen χρησιμοποίησαν μια τέτοια προσεγγιστική μέθοδο, συγκεκριμένα την μέθοδο των μεταβολών, για προσδιορίσουν το ήδη γνωστό φάσμα του ατόμου του υδρογόνου.

Τι είναι η μέθοδος των μεταβολών;

Πρόκειται για μια μέθοδο η ρίζα της οποίας βρίσκεται στην παρακάτω προφανή πρόταση:
Η μέση τιμή ενός τυχόντος στατιστικού μεγέθους είναι πάντα μεγαλύτερη ή ίση από την ελάχιστη τιμή του.
Για παράδειγμα: Το μέσο εισόδημα μιας χώρας είναι πάντα μεγαλύτερο ή ίσο από το εισόδημα του πιο φτωχού!

Στην κβαντομηχανική οι δυνατές τιμές ενός φυσικού μεγέθους είναι οι ιδιοτιμές του, οπότε η παραπάνω πρόταση μπορεί να αναδιατυπωθεί στα πλαίσια της κβαντομηχανικής ως εξής:
Η μέση τιμή ενός τυχόντος κβαντομηχανικού μεγέθους είναι πάντα μεγαλύτερη ή ίση από την ελάχιστη ιδιοτιμή του.

Επομένως και για την ενέργεια θα ισχύει:
Η μέση τιμή της ενέργειας ενός κβαντικού συστήματος, για μια τυχούσα κυματοσυνάρτηση θα είναι πάντα μεγαλύτερη ή ίση από την ενέργεια της θεμελιώδους στάθμης του.

Η ανισότητα αυτή αποτελεί την αφετηρία για τον προσεγγιστικό υπολογισμό της ενέργειας της θεμελιώδους στάθμης, αρκεί να μαντέψουμε σωστά την μορφή της κυματοσυνάρτησης, η οποία θα περιέχει τουλάχιστον μια παράμετρο λ που πρέπει να προσδιοριστεί. Εισάγουμε την παραμετρική αυτή συνάρτηση στην κβαντομηχανική έκφραση που υπολογίζει την μέση τιμή της ενέργειας, και στη συνέχεια ψάχνουμε για την τιμή λ που ελαχιστοποιεί την μέση ενέργεια.

Αν η δοκιμαστική συνάρτηση έχει επιλεγεί σωστά, διαθέτει δηλαδή τα βασικά προσόντα της σωστής κυματοσυνάρτησης, τότε η ενέργεια της θεμελιώδους στάθμης που θα προκύψει με τη μέθοδο των μεταβολών θα είναι μια πολύ καλή προσέγγιση της πραγματικής εκ των άνω. Μπορούμε να αυξήσουμε όσο θέλουμε την ακρίβεια του υπολογισμού διαλέγοντας δοκιμαστικές συναρτήσεις με ολοένα μεγαλύτερο πλήθος παραμέτρων.

Η μέθοδος αυτή μπορεί να επεκταθεί και στις ανώτερες ενεργειακές στάθμες. Η επέκταση βασίζεται στο γεγονός ότι και οι ανώτερες ιδιοσυναρτήσεις ελαχιστοποιούν επίσης την έκφραση της μέσης ενέργειας αν περιοριστούμε σε ένα κατάλληλο σύνολο κυματοσυναρτήσεων.

Αυτό ακριβώς έκαναν Friedmann και Hagen επιχειρώντας να προσδιορίσουν τις ήδη γνωστές ενεργειακές στάθμες του ατόμου του υδρογόνου με την προσεγγιστική μέθοδο των μεταβολών. Γνωρίζοντας την απάντηση του προβλήματος (η εξίσωση Schrödinger μπορεί να επιλυθεί ακριβώς για το άτομο του Υδρογόνου) μπορούσαν να συγκρίνουν την προσέγγιση που επιτυγχάνει η μέθοδος των μεταβολών με τις ακριβείς τιμές των ενεργειακών σταθμών και να καταλήξουν στην παρακάτω εξίσωση που περιέχει τη γνωστή συνάρτηση γάμα :
 

Χρησιμοποιώντας τις γνωστές ιδιότητες της συνάρτησης γάμα έφτασαν εύκολα στην εξίσωση Wallis για τον αριθμό π:


Πρόκειται για μια κομψή σύνδεση του π με την κβαντομηχανική που θα μπορούσε να έχει βρεθεί πριν από 80 χρόνια, αλλά δεν είχε ανακαλυφθεί μέχρι τώρα!

Πηγές: www.rochester.eduscitation.aip.org
Περισσότερες λεπτομέρειες για τη μέθοδο των μεταβολών μπορεί να βρει κανείς στην ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ του Στέφανου Τραχανά
physicsgg.me
Διαβάστε Περισσότερα »

Δημιουργήθηκε ο πρώτος κβαντικός επεξεργαστής με 50 κβαντικά «μπιτ» [εικόνα]



Ένα ακόμη ορόσημο στον μακρύ δρόμο για τη δημιουργία κβαντικών υπολογιστών πέτυχε η μεγάλη αμερικανική εταιρεία ΙΒΜ, η οποία ανακοίνωσε ότι δημιούργησε τον πρώτο επεξεργαστή με 50 κβαντικά «μπιτ» ή κβαντικά δυφία (qubits).

Είναι η πρώτη φορά που μια εταιρεία επιτυγχάνει κάτι τέτοιο, πράγμα που δίνει συγκριτικό πλεονέκτημα στην ΙBM έναντι της Google και άλλων τεχνολογικών εταιρειών, που συμμετέχουν στην άκρως ανταγωνιστική κβαντική «κούρσα».

Οι κβαντικοί υπολογιστές, οι οποίοι βρίσκονται ακόμη στα σπάργανα, υπόσχονται ταχύτητα υπολογισμών πολύ μεγαλύτερη από τους τωρινούς ηλεκτρονικούς υπολογιστές. Αυτό συμβαίνει επειδή στους σημερινούς υπολογιστές, το bit, η βασική μονάδα πληροφορίας, μπορεί να πάρει είτε την τιμή «0» είτε την τιμή «1». Όμως το κβαντικό μπιτ (qubit), η στοιχειώδης μονάδα κβαντικής πληροφορίας, μπορεί να παίρνει τις τιμές «0», «1» ή «0 και 1» ταυτόχρονα.

Η ΙΒΜ ανακοίνωσε ότι αφενός δημιούργησε ένα σύστημα με 20 κβαντικά «μπιτ» που είναι ήδη έτοιμο για χρήση και αφετέρου ότι ανέπτυξε το πρώτο -ακόμη πειραματικό- σύστημα IBM Q με επεξεργαστή 50 qubits.

Η εταιρεία έκανε γνωστό ότι το σύστημά της με τα 20 qubits θα είναι διαθέσιμο online στους πελάτες της από το τέλος του 2017, προκειμένου να διερευνήσουν τις δυνατότητες πρακτικής εφαρμογής του. Η επόμενη γενιά κβαντικών συστημάτων της ΙΒΜ θα ενσωματώσει τον ισχυρότερο επεξεργαστή των 50 qubits.

Ο πρώτος κβαντικός υπολογιστής που κατέστη online διαθέσιμος από την ΙΒΜ σε οποιονδήποτε ενδιαφερόμενο, ήταν τον Μάιο του 2016. Στο διάστημα που μεσολάβησε, η εταιρεία έχει κάνει περαιτέρω προόδους και φαίνεται να προηγείται στις εξελίξεις από κάθε άλλο ανταγωνιστή της.

Εκτός από τον τομέα του υλικού (hardware), η ΙΒΜ συνεχίζει να αναπτύσσει ένα ολόκληρο «οικοσύστημα» κβαντικής υπολογιστικής, που περιλαμβάνει ανοικτό λογισμικό (software) και εκπαιδευτικό υλικό για την κβαντική κοινότητα των χρηστών.

Ήδη, περισσότεροι από 60.000 χρήστες από όλο τον κόσμο (πανεπιστήμια, ερευνητικά κέντρα, σχολεία κ.α.) έχουν πραγματοποιήσει πάνω από 1,7 εκατομμύρια online κβαντικά πειράματα στους υπολογιστές της ΙΒΜ. Παράλληλα, η ΙΒΜ συνεργάζεται με άλλες εταιρείες (Samsung, Honda, Hitachi, Canon κ.α.) για να αναπτύξει βιομηχανικές και άλλες πρακτικές κβαντικές εφαρμογές.



ΠΗΓΗ: ΑΠΕ-ΜΠΕ
Διαβάστε Περισσότερα »

12 Νοεμβρίου 2017

Καλώς ήλθατε στην Κβαντική Εποχή μέσα από τον Κβαντικό Νου! (Ντοκιμαντέρ)




Εμφανίζονται η συγγραφέας μπεστ σέλερ Σύνθια Σου Λάρσον, ο βιολόγος Ρούπερτ Σέλντρεϊκ, ο κβαντικός φυσικός Boaz Almog (σε μετάφραση Θεοδώρας Αποστολοπούλου για το TED), ο βραβευμένος πυρηνικός φυσικός Τζιμ Αλ Καλίλι, ο γνωστός συγγραφέας Ντέιβιντ Γουίλκοκ. Επίσης γίνονται επιδείξεις κβαντικής αιώρησης μακροσκοπικών (ορατών) αντικειμένων.
Το βίντεο θίγει θέματα όπως τα ακόλουθα:

Ο αλλόκοτος χαρακτήρας της κβαντικής φυσικής
Τι σημαίνει κβαντικό άλμα
Τι αφορά αυτή η έννοια στον κόσμο της επιστήμης (φυσικός κόσμος) και της υποκειμενικής εμπειρίας (ανθρώπινη ζωή)
Κβαντικά άλματα και φαινόμενα στον μακρόκοσμο
Κβαντική βιολογία.
Η ομιλήτρια Σύνθια Σου Λάρσον περιγράφεται ως εξής:

Η Σύνθια Σου Λάρσον είναι μια συγγραφέας μπεστ σέλερ, ερευνήτρια και ομιλήτρια για την πνευματικότητα, που βοηθά τους ανθρώπους να οραματιστούν και να αποκτήσουν πρόσβαση σε έναν ολόκληρο καινούργιο κόσμο δυνατοτήτων. Η Σύνθια είναι η οικοδέσποινα της εκπομπής Ζώντας το Κβαντικό Όνειρο στο ραδιοφωνικό δίκτυο DreamVisions7. Έχει παρουσιαστεί στο Discovery Channel, στο History Channel, στο Coast to Coast AM και στο BBC, κι έχει παρουσιάσει εργασίες σε διεθνή συνέδρια σχετικά με την επιστήμη, την πνευματικότητα και τη συνειδητότητα.

Τα τελευταία 16 χρόνια, η Σύνθια έχει μοιραστεί ευρήματα από την επιστημονική έρευνα στους τομείς της κβαντικής φυσικής, της κβαντικής βιολογίας, του φαινομένου placebo, της θετικής ψυχολογίας, της κοινωνιολογίας και της εναλλακτικής ιατρικής. Άρθρα της έχουν εμφανιστεί σε περιοδικά τόσο διαφορετικά μεταξύ τους όσο το Κόσμος και Ιστορία, το Μαγική Συγχώνευση και το Παράμπολα.

Η Σύνθια έχει πτυχίο Φυσικής από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϊ, Master's στη Διοίκηση Επιχειρήσεων, και διδακτορικό στη Θεολογία.






via: sahiel.gr
Διαβάστε Περισσότερα »

9 Νοεμβρίου 2017

Κβαντική Φυσική – Τεχνολογία: Στο δρόμο για το κβαντικό Internet ερευνητές πέτυχαν τηλεμεταφορά φωτονίου σε απόσταση 6 χιλιομέτρων

Στο πλαίσιο μιας συνεργασίας μεταξύ του Πανεπιστημίου του Calgary, της πόλης του Calgary και ερευνητών από τις ΗΠΑ, μια ομάδα φυσικών υπό την ηγεσία του Wolfgang Tittel (φωτογραφία), καθηγητή στο Τμήμα Φυσικής και Αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο του Calgary, επέδειξε με επιτυχία τηλεμεταφορά ενός φωτονίου (στοιχειώδες σωμάτιο φωτός) σε απόσταση 6 χιλιομέτρων, χρησιμοποιώντας την υποδομή οπτικών ινών της πόλης του Calgary. Το πρόγραμμα ξεκίνησε το 2014.

Το επίτευγμα, το οποίο είναι ένα νέο ρεκόρ για απόσταση μεταφοράς μιας κβαντικής κατάστασης με τηλεμεταφορά, έχει προσφέρει στους ερευνητές μια θέση στο υψηλού κύρους επιστημονικό περιοδικό Nature Photonics. Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν μαζί με μια παρόμοια επίδειξη από μια ομάδα Κινέζων ερευνητών. «Ένα τέτοιο δίκτυο θα επιτρέπει ασφαλείς επικοινωνίες χωρίς το φόβο παρακολούθησης και επιτρέπει τη σύνδεση μεταξύ απομακρυσμένων κβαντικών υπολογιστών», δήλωσε ο Tittel.

Το πείραμα βασίζεται στην ιδιότητα της διεμπλοκής της κβαντομηχανικής, γνωστή επίσης ως «στοιχειωμένη δράση από απόσταση», κατά τον αφοριστικό χαρακτηρισμό του Einstein, μια ιδιότητα τόσο μυστήρια που ο ίδιος δεν μπορούσε να την αποδεχθεί. «Το να είναι διεμπλεκόμενα σημαίνει ότι τα δυο φωτόνια, τα οποία διαμορφώνουν ένα διεμπλεκόμενο ζεύγος, έχουν ιδιότητες που είναι συνδεδεμένες, ανεξάρτητα από το πόσο μακριά βρίσκεται το ένα από το άλλο», εξηγεί ο Tittel. «Όταν ένα από τα φωτόνια στάλθηκε στο Δημαρχείο, παρέμεινε διεμπλεκόμενο με το φωτόνιο που έμεινε στο Πανεπιστήμιο του Calgary».

Στη συνέχεια, το φωτόνιο του οποίου η κατάσταση τηλεμεταφέρθηκε στο Πανεπιστήμιο, δημιουργήθηκε σε μια τρίτη τοποθεσία στο Calgary και μετά ταξίδεψε επίσης προς το Δημαρχείο, όπου συνάντησε το φωτόνιο που ήταν μέρος του διεμπλεκόμενου ζεύγους. «Αυτό που συνέβη είναι η ακαριαία και άυλη μεταφορά κβαντικής κατάστασης του φωτονίου στο παραμένον φωτόνιο του διεμπλεκόμενου ζεύγους, που είναι αυτό που παρέμεινε έξι χιλιόμετρα μακριά, στο πανεπιστήμιο», είπε ο Tittel.



Οι τρεις τοποθεσίες στην πόλη του Calgary στις οποίες εξελίχθηκε το πείραμα: Η τοποθεσία Β είναι το Πανεπιστήμιο του Calgary και η τοποθεσία C είναι ένα κτίριο δίπλα στο Δημαρχείο στο κέντρο του Calgary. Η απόσταση τηλεμεταφοράς – την περίπτωσή μας η απόσταση μεταξύ C και B είναι 6,2 Km.

Η έρευνα δεν θα ήταν δυνατή χωρίς πρόσβαση στην καθαρή τεχνολογία. Ένα από τα κρίσιμα τμήματα της υποδομής που υποστηρίζουν την κβαντική δικτύωση είναι η διαθέσιμη σκοτεινή ίνα. Η σκοτεινή ίνα, που ονομάζεται έτσι εξαιτίας της σύνθεσής της – ένα μονό οπτικό καλώδιο χωρίς ηλεκτρονικά ή εξοπλισμό δικτύου σε σειρά – που δεν προκαλεί παρεμβολές στην κβαντική τεχνολογία. Την σκοτεινή ίνα κατασκευάζει και υποστηρίζει η Πόλη του Calgary για να διαθέσει τις δημοτικές υπηρεσίες σήμερα και στο μέλλον.

Σαν να μην ήταν μια σημαντική πρόκληση η τηλεμεταφορά ενός φωτονίου, ο Tittel και η ομάδα του αντιμετώπισαν μια σειρά και από άλλα εμπόδια: Λόγω των αλλαγών της εξωτερικής θερμοκρασίας, ο χρόνος μετάδοσης των φωτονίων από το σημείο δημιουργίας τους στο Δημαρχείο μεταβάλλεται κατά τη διάρκεια της μέρας – ο χρόνος που χρειάστηκαν οι ερευνητές να συγκεντρώσουν επαρκή στοιχεία για να υποστηρίξουν τον ισχυρισμό τους. Αυτές οι αλλαγές σήμαιναν ότι τα δυο φωτόνια δεν θα συναντιόνταν στο Δημαρχείο. «Η πρόκληση ήταν να κρατήσουμε συγχρονισμένο το χρόνο άφιξης των φωτονίων μέσα στα 10 pico-seconds», λέει ο Tittel. «Το ένα pico-second είναι ένα τρισεκατομμυριοστό ή ένα εκατομμυριοστό του ενός εκατομμυριοστού του δευτερολέπτου».

Άλλο εμπόδιο ήταν η μεταφορά τμημάτων του εργαστηρίου στις δυο τοποθεσίες στην πόλη, που όπως εξηγεί ο Tittel ήταν ιδιαίτερα δύσκολο για το σταθμό μέτρησης στο Δημαρχείο στον οποίο περιλαμβάνονταν οι τελευταίας λέξης της τεχνολογίας υπεραγώγιμοι ανιχνευτές απλών φωτονίων που αναπτύχθηκαν από το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας και το Εργαστήριο Αεριώθησης της NASA. «Καθώς αυτοί οι ανιχνευτές λειτουργούν μόνο σε θερμοκρασίες μικρότερες από ένα βαθμό επάνω από το απόλυτο μηδέν ο εξοπλισμός περιελάμβανε και συμπαγή κρυοστάτη», είπε ο Tittel.

Αυτή η επίδειξη είναι αναμφισβήτητα μια από τις πιο εντυπωσιακές εκδηλώσεις μιας αινιγματικής πρόβλεψης της κβαντομηχανικής, αλλά ανοίγει επίσης το δρόμο για την κατασκευή ενός μελλοντικού κβαντικού διαδικτύου, πράγμα που αποτελεί το μακροπρόθεσμο στόχο της ομάδας του Tittel.

Πηγή: University of Calgary | http://egno.gr
Διαβάστε Περισσότερα »

Νέο παγκόσμιο ρεκόρ: Κβαντική τηλεμεταφορά σε απόσταση... 1.200 χιλιομέτρων






Κινέζοι επιστήμονες ανακοίνωσαν ότι πέτυχαν το φαινόμενο της κβαντικής διεμπλοκής (ή κβαντικού εναγκαλισμού) δύο φωτονίων σε απόσταση 1.203 χιλιομέτρων, πετυχαίνοντας ένα νέο παγκόσμιο ρεκόρ και καταρρίπτοντας κατά πολύ το προηγούμενο ρεκόρ που ήταν περίπου 100 χιλιόμετρα.

Οι Κινέζοι ερευνητές ανέφεραν την επιτυχή δορυφορική μετάδοση των κβαντικά «διαπλεκόμενων» φωτονίων (σωματιδίων του φωτός) μεταξύ της Γης και του διαστήματος. Με αυτό τον τρόπο, έκαναν ένα άλμα προς τον τελικό στόχο της δημιουργίας κρυπτογραφημένων κβαντικών δικτύων τηλεπικοινωνιών και Ίντερνετ, τα οποία θεωρούνται αδύνατο να πέσουν θύμα χάκερ.

Ο κινεζικός δορυφόρος Micius, ο οποίος είχε τεθεί σε τροχιά πέρυσι το καλοκαίρι, είναι ο πρώτος διεθνώς που έχει εφοδιασθεί με τον κατάλληλο εξοπλισμό για κβαντικά πειράματα. Χρησιμοποιήθηκε για την κβαντική επικοινωνία με τρεις επίγειους κινεζικούς σταθμούς που απείχαν μεταξύ τους απόσταση περίπου 1.200 χλμ., ενώ η απόσταση του δορυφόρου από τους σταθμούς ποίκιλε από 500 έως 2.000 χλμ.

Οι ερευνητές της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών, με επικεφαλής τον καθηγητή κβαντικής φυσικής Τζιάν-Γουέι Παν του Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας της Χεφέι, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό "Science".

Η υλοποίηση σε τεράστιες αποστάσεις της κβαντικής διεμπλοκής (στην οποία δύο υποατομικά σωματίδια συνδέονται μεταξύ τους και συμπεριφέρονται παρόμοια, παρά την μεγάλη απόσταση που τα χωρίζει), μέσω οπτικών ινών ή ασύρματα μέσω του διαστήματος, ανοίγει το δρόμο για τη δημιουργία κβαντικών δικτύων τηλεπικοινωνιών και μεταφοράς δεδομένων.

Η δυνατότητα των σωματιδίων να συνδέονται κβαντικά με «μαγικό» τρόπο (κάτι που δημιουργούσε πρόβλημα κατανόησης ακόμη και στον Αϊνστάιν), μπορεί να επιτρέψει την μετάδοση κρυπτογραφημένων πληροφοριών από το ένα μέρος της Γης στο άλλο μέσω ασφαλών κβαντικών «καναλιών», χωρίς κάποιος «ωτακουστής» να είναι σε θέση να τις υποκλέψει, αντίθετα με το σημερινό διάτρητο Ίντερνετ, που εκμεταλλεύονται μυστικές υπηρεσίες και χάκερ.

«Είναι ένα πρώτο βήμα -και ένα σημαντικό βήμα- για τη δημιουργία ενός πραγματικά παγκόσμιου κβαντικού δικτύου. Όλες οι προηγούμενες μέθοδοι περιορίζονταν σε απόσταση περίπου 100 χλμ., συνεπώς μπορούσαν να δουλέψουν μόνο σε μια πόλη», δήλωσε ο Παν. Όπως είπε, η σημερινή κρυπτογράφηση των δεδομένων βασίζεται σε πολύπλοκα μαθηματικά, που και αυτά όμως μπορεί να τα «σπάσουν» οι χάκερ με τη βοήθεια ισχυρών υπολογιστών.

«Αλλά σε ένα μελλοντικό κβαντικό δίκτυο η ασφάλεια θα διασφαλίζεται από τους ίδιους τους νόμους της φυσικής, οι οποίοι είναι ασφαλείς χωρίς περιορισμούς. Αυτό θα είναι ωφέλιμο για όλους τους ανθρώπους», πρόσθεσε ο Κινέζος επιστήμονας, ο οποίος συνεργάζεται προς αυτή την κατεύθυνση με ευρωπαίους συναδέλφους του, με επικεφαλής τον φυσικό 'Αντον Τσάϊλινγκερ του Πανεπιστημίου της Βιέννης (ο οποίος υπήρξε καθηγητής του Παν), που κατείχαν το προηγούμενο ρεκόρ κβαντικής διεμπλοκής.

Οι ομάδες των Παν και Τσάιλινγκερ θα επιδιώξουν να δημιουργήσουν μια ασφαλή κβαντική σύνδεση μεταξύ Πεκίνου και Βιέννης. Ήδη οι ευρωπαίοι φυσικοί προωθούν τη δημιουργία του Qapital, ενός κβαντικού δικτύου που θα συνδέει πολλές πρωτεύουσες της Ευρώπης, κυρίως μέσω οπτικών ινών. Σύμφωνα με τον Τσάϊλινγκερ, το μελλοντικό κβαντικό διαδίκτυο θα βασίζεται τόσο στις οπτικές ίνες, όσο και στους δορυφόρους.

Προς το παρόν πάντως υπάρχουν αρκετές ακόμη τεχνικές δυσκολίες που πρέπει να υπερπηδηθούν. Μεταξύ άλλων, ο κινεζικός δορυφόρος βρίσκεται σε χαμηλή τροχιά και έτσι οι σταθμοί εδάφους μπορούν να «πιάσουν» το κβαντικό σήμα του μόνο για πέντε λεπτά κάθε μέρα, συνεπώς θα χρειασθεί η κατασκευή και εκτόξευση αρκετών νέων δορυφόρων σε υψηλότερες τροχιές.

Δείτε εδώ την επιστημονική δημοσίευση

Πηγή: pixabay
Διαβάστε Περισσότερα »

Η κβαντική φυσική εξηγεί: «Είναι ο θάνατος μια ψευδαίσθηση που δημιουργείται από το συνειδητό μας;»



Η μελέτη της συνείδησης έχει αποκτήσει μεγάλη προσοχή, ήδη από την προηγούμενη δεκαετία, όταν αρχίσαμε όχι μόνο να συνειδητοποιούμε περισσότερα για την πραγματική φύση του κόσμου μας, αλλά και καθώς η επιθυμία μας να ανακαλύψουμε περισσότερα για εμάς έγινε τόσο μεγάλη που δεν μπορούσαμε πια να την αγνοούμε.

Οι κβαντικοί φυσικοί ίσως να απέδειξαν πρόσφατα ότι υπάρχει ζωή μετά θάνατον. Ο επιστήμονας Robert Lanza ισχυρίζεται ότι η θεωρία του βιοκεντρισμού μας διδάσκει ότι ο θάνατος, όπως τον γνωρίζουμε, είναι μια ψευδαίσθηση που δημιουργείται από το συνειδητό μας. O Robert Lanza ισχυρίζεται ότι η ζωή δημιουργεί το σύμπαν και όχι το αντίθετο. Με αυτό του τον ισχυρισμό έχει ήδη προκαλέσει αυστηρές κριτικές και διαμάχες ανάμεσα στους επιστήμονες. Όμως, δεν είναι νέος σε αυτό· Εργάζεται πάνω σε έρευνες σχετικά με την κλωνοποίηση και τα βλαστοκύτταρα για πάνω από μια δεκαετία.

Αν και οι ιδέες του είναι μπροστά για την εποχή μας, δεν βοηθά και το γεγονός ότι η κυρίαρχη επιστημονική κοινότητα αντιτίθεται σε τέτοιου είδους ιδέες και αλλαγές. Η θεωρία του στηρίζεται στο το ότι ο χώρος και ο χρόνος δεν υπάρχουν στη γραμμική μορφή που νομίζουμε και χρησιμοποιεί το πείραμα των δύο σχισμών για να το δείξει.

Σύμφωνα με την έρευνα του Lanza, αν ο χώρος και ο χρόνος δεν είναι γραμμικά, τότε ούτε ο θάνατος υπάρχει με την έννοια που τον γνωρίζουμε. Όταν μιλάμε για τέτοιες ιδέες, συνήθως ξεκινούν με υποθέσεις, ίσως και σε διαισθητικό επίπεδο, και αργότερα αποδεικνύονται και σε επιστημονικό. Όμως, πολλές φορές ρίχνουμε τόσο πολύ το βάρος στο λογικό, αντικειμενικό μέρος της σκέψης μας, που χάνουμε στοιχεία του κόσμου που υπάρχουν δίπλα μας, αλλά δεν τα έχουμε προσέξει.

Υπάρχει μια ολόκληρη άλλη πλευρά του εαυτού και του κόσμου μας, από την οποία απομακρυνόμαστε, με τελικό στόχο να μείνουμε όσο «επιστημονικοί» γίνεται. Αυτό όμως είναι ένα από τα μεγαλύτερα εμπόδια που εμείς οι ίδιοι βάζουμε στον εαυτό μας, ενώ το διαισθητικό και δημιουργικό κομμάτι του εγκεφάλου μας αποτελεί στην πραγματικότητα το πιο δυνατό μας όπλο. Ο ίδιος τρόπος σκέψης που μας επιτρέπει να καταφέρνουμε σπουδαίες επιστημονικές ανακαλύψεις μπορεί να μας παγιδεύσει μέσα σε επιστημονικές αυταπάτες, αν δεν μείνουμε ανοιχτοί στην αλλαγή.

Αυτό μπορούμε να το διαπιστώσουμε σε μεγάλο βαθμό, αν παρατηρήσουμε τα διάφορα στρατόπεδα που δημιουργούνται εντός των ιατρικών και επιστημονικών πεδίων. Κάποιοι παραμένουν πιστοί στους παραδοσιακούς τρόπους, ενώ άλλοι βλέπουν πιο μακριά από τους ήδη υπάρχοντες ορίζοντες, χρησιμοποιώντας όχι μόνο το μυαλό, αλλά και την καρδιά τους.

Είναι σημαντικό να σημειώσουμε ότι αν και αυτές οι ιδέες φαίνονται και είναι σημαντικές και ουσιαστικές, είχαν γίνει γνωστές εδώ και πολλά χρόνια, αν και δεν έχουν ακόμα γίνει δεκτές από την κυρίαρχη κουλτούρα.

via: enallaktikidrasi.com
Διαβάστε Περισσότερα »

Κβαντικοί Υπολογιστές: Μηχανικοί κατάφεραν να δεκαπλασιάσουν την σταθερότητα της στοιχειώδους μονάδας πληροφορίας τους (video)



Μηχανικοί στο Πανεπιστήμιο της Νέας Νότιας Ουαλίας (UNSW), στην Αυστραλία, δημιούργησαν ένα νέο κβαντικό bit, μια νέα κβαντική στοιχειώδη μονάδα πληροφορίας, που παραμένει σε σταθερή υπέρθεση δέκα φορές περισσότερο από ότι είχε επιτευχθεί προηγουμένως. Αυτό επεκτείνει δραματικά τη χρονική διάρκεια κατά την οποία θα μπορούσαν να εκτελούνται υπολογισμοί σε ένα μελλοντικό κβαντικό υπολογιστή πυριτίου. Το νέο κβαντικό bit, αποτελούμενο από το σπιν ενός ατόμου σε πυρίτιο και συνδυαζόμενο με ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο – αποκαλείται «ενδεδυμένο qubit» – διατηρεί κβαντική πληροφορία για πολύ περισσότερο από ότι ένα «μη ενδεδυμένο» άτομο, ανοίγοντας νέους δρόμους για την κατασκευή και λειτουργία των υπερισχυρών κβαντικών υπολογιστών στο μέλλον.

«Αυτός ό τύπος κβαντικού bit [σπιν ηλεκτρονίου, σε συνδυασμό με ηλεκτρομαγνητικό πεδίο] είναι περισσότερο ευέλικτο και περισσότερο μακροβιότερο από ότι το ηλεκτρόνιο μόνο του και θα μας επιτρέψει να κατασκευάσουμε πιο αξιόπιστους κβαντικούς υπολογιστές», είπε ο Dr Arne Laucht, ερευνητής στο UNSW. Η κατασκευή του κβαντικού υπολογιστή αποκλήθηκε η «διαστημική κούρσα του 21_ου αιώνα» – μια δύσκολη και φιλόδοξη πρόκληση για τη δυνατότητα να παραδοθούν επαναστατικά εργαλεία για να αντιμετωπιστούν οι διαφορετικά αδύνατο να γίνουν υπολογισμοί, όπως ο σχεδιασμός σύνθετων φαρμάκων και προηγμένων υλικών ή η ταχεία έρευνα σε ογκώδεις μη ταξινομημένες βάσεις δεδομένων.

Η ταχύτητα και η ισχύς αυτών των υπολογιστών εδράζεται στο γεγονός ότι τα κβαντικά συστήματα μπορούν να φιλοξενήσουν πολλαπλές «υπερθέσεις» διαφορετικών αρχικών καταστάσεων, οι οποίες σε ένα υπολογιστή συμπεριφέρονται ως εισερχόμενα των οποίων, εναλλάξ, η επεξεργασία γίνεται στην ίδια χρονική διάρκεια. Στο δεκαετές ερευνητικό πρόγραμμα, που οδήγησε στο επίτευγμα της διαμόρφωσης του μακροβιότερου κβαντικού bit στη στερεά κατάσταση, η κωδικοποίηση της κβαντικής πληροφορίας έγινε σε άτομο φωσφόρου μέσα σε ένα τσιπ πυριτίου, με το σύστημα αυτό τοποθετημένο σε μαγνητικό πεδίο. Τώρα οι ερευνητές πάνε ακόμη παραπέρα: Εφαρμόζουν ένα νέο τρόπο κωδικοποίησης της πληροφορίας. Έχουν υποβάλλει το άτομο σε ένα πολύ ισχυρό, συνεχώς ταλαντευόμενο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο σε μικροκυματικές συχνότητες, πράγμα που επανακαθορίζει το κβαντικό bit ως τον προσανατολισμό του σπιν σε σχέση με το πεδίο μικροκυμάτων.


(a) Εικόνα από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης μιας συσκευής παρόμοιας με αυτή που χρησιμοποιήθηκε για τις μετρήσεις (b) Ενεργειακό διάγραμμα

Τα αποτελέσματα είναι εκπληκτικά: Οι ερευνητές μέτρησαν χρόνο αποσυγχρονισμού σε 2,4 milliseconds, δηλαδή έγινε κατορθωτό να δεκαπλασιαστεί η διάρκεια κατά την οποία μπορεί να συντηρηθεί μια κβαντική υπέρθεση σε σχέση με ένα τυπικό qubit. Όπως δήλωσε ένας από τους ερευνητές, ο Andrea Morello, «το νέο ενδεδυμένο qubit μπορεί να ελεγχθεί με μια ποικιλία τρόπων, πράγμα που δεν θα ήταν πρακτικό να γίνει με ένα μη-ενδεδυμένο qubit. Για παράδειγμα, μπορεί να ελεγχθεί ρυθμίζοντας την συχνότητα του μικροκυματικού πεδίου, όπως ακριβώς στα FM ραδιοκύματα. Αντίθετα το μη-ενδεδυμένο qubit απαιτεί ρύθμιση του πλάτους των πεδίων ελέγχου με άνοιγμα και κλείσιμο, όπως στα ΑΜ».

Καθώς η συσκευή κατασκευάστηκε με την τυπική τεχνολογία πυριτίου, το αποτέλεσμα αυτό ανοίγει τον δρόμο για την κατασκευή ισχυρότατων και αξιόπιστων κβαντικών επεξεργαστών βασισμένων επάνω στην ίδια κατασκευαστική διαδικασία που ήδη χρησιμοποιείται στους σημερινούς υπολογιστές. Ένας λειτουργικός κβαντικός υπολογιστής θα επιτρέψει πολύ μεγάλη αύξηση της ταχύτητας και της αποτελεσματικότητας για ορισμένες υπολογιστικές εργασίες, για αυτό και η κυβέρνηση της Αυστραλίας χρηματοδότησε με 70 εκατομμύρια δολάρια Αυστραλίας την ανάπτυξη ενός πρωτότυπου κβαντικού ολοκληρωμένου κυκλώματος – το πρώτο βήμα για την κατασκευή του πρώτου κβαντικού υπολογιστή πυριτίου του κόσμου.

Δείτε το video:



Πηγή: University of New South Wales | http://egno.gr
Διαβάστε Περισσότερα »
Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...