Квантовые технологии

Гипотеза вселенной часть 3-я, продолжение первых двух материалов, но с более глубоким погружением в данную тему. Волна пространства - это тоже самое что и искривление или колебание, а возможно и квантовое поле, как ключ к пониманию макро (космоса) и микро (квантового) миров с попыткой их объединения.

Данный материал не является научной работой, а является полетом мысли или фантазии, с попыткой проникнуть и объяснить суть мироздания от микро до макро мира, основываясь на тех знаниях, что у меня есть. Это не просто художественное сочинение, постараемся разобрать реальные опыты с квантовыми эффектами и объяснить саму философию поведения квантового мира, предсказать результаты и сделать новые предположения которые могут подтвердить данную гипотезу или опровергнуть ее.

Относитесь к материалу именно так, тогда Вам будет легче понять его, а мне объяснить и передать Вам свои мысли.

Волна пространства это интерпретация вселенной такая же как квантовое поле, струны или эфир. Материал будет разбит по темам, которые представлены в оглавление.

В математике существует очень интересная тема, которая носит название "расслоение Хопфа". В 1931 году Хайнц Хопф опубликовал свою работу об открытой им в топологии конструкции, получившей в истории название "Hopf fibration" - расслоение Хопфа. Суть этой конструкции, была основана на геометрических разработках Уильяма Кингдона Клиффорда.

В поле зрение физиков-теоретиков, однако, она впервые попала лишь сорок с лишним лет спустя, в 1970-е годы, из-за прямых и непосредственных математических взаимосвязей между расслоением Хопфа и калибровочными симметриями в квантовой теории поля.

В данной небольшой статье рассмотрены некоторые основные моменты связанные с моим сайтом на котором рассматривается визуализация расслоения Хопфа.

Когда всё вокруг стремится к хаосу и жизнь с каждым днём становится только хуже, невольно возникает желание обратить время вспять. Но почему-то реальность всячески противится попыткам развернуть стрелу времени на 180°. Что же заставляет время идти только вперёд и не даёт повернуть его назад? Чем прошлое отличается от будущего? И почему мы помним прошлое, а не будущее? Почему разрушать, рассеивать и смешивать легко, а строить, концентрировать и сортировать – сложно? Как вывести асимметричные во времени законы термодинамики из симметричных во времени законов механики? Является ли второй закон термодинамики единственной причиной необратимости времени? Связана ли необратимость времени с расширением Вселенной? Поискам ответов на эти и другие связанные со временем вопросы посвящён весь мой блог, поэтому объяснений в двух словах не будет. В данной статье я лишь задам направление мысли и разберу самую проработанную на сегодняшний день теорию, позволяющую описать время на языке квантовой физики. Также мы выясним, насколько правдоподобен фильм «Довод» и можно ли инвертировать энтропию человека, чтобы он жил назад во времени.

Люди часто не понимают “Эффект бабочки”, в котором микроскопическое изменение в начале может потом привести к весьма непредсказуемым последствиям. Понимание того, как устроен данный эффект, может дать другой взгляд на инвестиции и трейдинг, бизнес, маркетинг, политику и многое другое.

Российская компания «Криптонит» представила на «РусКрипто’2024» криптографический механизм «Кодиеум». Он устойчив ко всем известным атакам и останется стойким даже в случае появления мощного квантового компьютера.

Кажется, наука приближается к разрешению парадокса, породившего множество интерпретаций квантовой механики и множество споров между их сторонниками. Реализованный в 2019 г. эксперимент «Друг друга Вигнера», в котором наблюдатели моделируются с помощью фотонов или кубитов квантового компьютера, убедительно показал, что квантовую механику нельзя применять для описания мира с точки зрения других наблюдателей. В результате теории, постулирующие коллапс волновой функции, перестают быть самосогласованными и выбывают из игры. В финальный раунд проходят только кьюбизм и многомировая интерпретация – две самые радикальные и диаметрально противоположные интерпретации, предлагающие очень похожие решения проблемы измерения. Одна из них требует отказаться от идеи объективной реальности, а вторая – признать собственную неуверенность в том, в какой вселенной вы находитесь. Я делаю ставку на второй вариант, а какое из этих двух зол выбираете вы?

Случайные числа являются важнейшим ресурсом в большом числе практических приложений. Последовательности случайных чисел применяются в системах безопасности, криптографии (в том числе в квантовой криптографии), в научных исследованиях (статистике, моделировании различных систем и процессов), а также в играх.

Генераторы случайных чисел (ГСЧ) можно формально разделить на две категории: псевдослучайные и аппаратные. Генерация псевдослучайных чисел основана на математических алгоритмах, позволяющих получать каждое последующее число путем математического преобразования предыдущего числа согласно заданному алгоритму. Однако, зная предыдущие числа и математический алгоритм, можно предсказать всю последовательность.

В нашей компании мы разрабатываем квантовый генератор случайных чисел, основанный на флуктуациях вакуума.

Всем привет, Меня зовут Богдан Печёнкин. Я соавтор Симулятора ML на Karpov.Courses и фаундер AI Dating Copilot стартапа Adam.

Только что Мне на глаза попалась одна новость от компании Extropic с новостями из мира квантовых компьютеров, которую Мне захотелось перевести и прокомментировать.

Extropic - лаборатория, разрабатывающая квантовые вычисления и алгоритмы искусственного интеллекта на их основе.

Тема квантовых вычислений интересна и важна, хоть и вокруг неё полно разного рода спекуляций и булшита. Предсказывают, что квантовые вычисления отбросят на обочину истории все современные системы шифрования, а также послужат фундаментом для инфраструктуры дата центров следующего поколения.

Когда речь заходит о законах сохранения, первым на ум приходит закон сохранения энергии. Менее известны законы сохранения заряда, импульса, момента импульса и чётности. Но что такое закон сохранения информации, зачастую не могут понятно объяснить даже сами физики. О нём мало пишут в научно-популярной литературе, потому что тема запутанная и нагружена математикой. А потом популяризаторов заводят в тупик, когда спрашивают, почему информация должна сохранятся в чёрных дырах или при квантовом измерении. Рассказать об этом не на математическом, а на естественном языке практически невозможно, но я всё же попробую, используя понятийный аппарат квантовой механики и аналогии с классической информацией. Мы выясним, что такое квантовая информация, сохраняется ли она при любых операциях с частицами, или есть исключения, которые приводят к потере информации, и как это связано с фундаментальной симметрией физических процессов.

Написано Элиасом Леманом
в сотрудничестве с Quantum Computing в Беркли

Здесь мы поговорим о самых захватывающих квантово-механических явлениях в мире, о применении этих открытий сегодня и о том, что ждет квантовые технологии в будущем. В этой публикации мы кратко коснемся самых популярных технологий, принимая во внимание их физическую основу и пытаясь увидеть, какое влияние они могут оказать на нашу жизнь в ближайшем будущем.

Некогда, лет девять тому назад, я проникался тайнами квантовой механики, такими как принцип неопределённости и квантовая запутанность. И, со временем, сообразил: если всё, что у частиц есть, это их волновая функция (а не конкретный набор параметров), и волновая функция зависит от наблюдателя, то и физические процессы происходят не вообще, а относительно наблюдателя.

Хоть убейте, не нашёл отличий. Впервые увидел на Коде Дурова, там, как обычно, не дали подробностей. Ключи используются от устройств, ну и что? Сейчас не также? Также. Приватный ключ здесь, публичный остальным, приватный никому не показываем. Всё, пошло поехало.

Но это же Apple! Не может всё так быть просто. Окей, ищу дальше, натыкаюсь на securitylab, там уже побольше подробностей.

Сегодня системы квантового распределения ключей (КРК) в России и в мире выходят из научных лабораторий на рынок. В нашей стране квантовые сети развиваются в той же логике, что в Китае и Европе. На первом этапе организуются магистральные сегменты, протянувшиеся на сотни километров и соединяющие мегаполисы. На данный момент они созданы между Санкт-Петербургом, Москвой и Нижним Новгородом.

В 2024 году ОАО «РЖД» планирует продлить их на юг до Сочи через Ростов-на-Дону и на восток до Екатеринбурга через Казань.

На втором этапе к опорным узлам магистральных квантовых сетей, как правило располагающихся в крупных центрах обработки данных, будут присоединяться городские квантовые сети, обслуживающие организации-абоненты.

Следует учитывать, что готовые к промышленной эксплуатации и проходящие сертификацию системы КРК предназначены для монтажа в стандартные 19-дюймовые серверные стойки и имеет соответствующие габариты, сравнимые с размерами магистральных шифраторов, а также высокую стоимость. Для того, чтобы сделать технологию КРК по-настоящему массовой, потребуется провести миниатюризацию, разработать решения для размещения на рабочих столах абонентов, на подвижных платформах (в том числе беспилотных транспортных средствах), а в долгосрочной перспективе — для БПЛА и даже устройств, носимых человеком (на отдельном носителе или интегрированные, например, в смартфон).

В предлагаемой статье речь пойдет об электронной микроскопии. Рассматриваются различные типы электронных микроскопов (ЭМ), включая просвечивающие и зондирующие микроскопы с высоким разрешением, рентгеновская микроскопия и анализ, новейшие методы получения изображения посредством обратно рассеянных электронов, а также методы электронной криомикроскопии для исследования биообъектов. Микроскопы — важное средство измерения размеров и форм объектов. Что касается рентгеновского микроскопа, то важным требованием является представление объекта в кристаллической форме. Дж. Уотсон и Ф. Крик вынуждены были найти кристаллизованную молекулу ДНК, чтобы приступить к исследованию.

Использование электронных микроскопов (ЭМ) обеспечивает (включает) изучение материи на уровне наночастиц, нанопроволок, нанотрубок, трехмерных наноструктур с размерами менее 100 нм, квантовых точек, магнитных наноматериалов, фотонных кристаллов и биологических наноструктур. Рассматриваются кратко методы зондовой и растровой электронной микроскопии (РЭМ) применительно к нанотехнологиям, а также упоминается не только исследование характеристик различных наноматериалов, наноструктур и нанообъектов, но и технология их изготовления in situ (на месте).

Сканирующим туннельным микроскопом (СТМ) в 1989 г. исследователи выложили из 35 атомов ксенона три буквы логотипа IBM. Прибор (микроскоп), позволил получить изображение объектов с максимальным увеличением до 10⁶ раз, благодаря использованию, в отличие от оптического микроскопа, вместо светового потока, пучка электронов с энергиями от 200 эВ до 400 кэВ и более (например, просвечивающие электронные микроскопы высокого разрешения с ускоряющим напряжением 1 МВ). СТМ показала себя как наиболее простой и удобный метод манипулирования отдельными атомами (IBM).

Спустя почти 25 лет IBM сделала мультфильм, в котором действовала фигура мальчика. Все сцены фильма были сложены из 242 молекул угарного газа. Как ученые работают с отдельными атомами и молекулами? Метод может быть использован для модификации наноструктур, применяющихся в фотонике и спинтронике.

Цель публикации в первую очередь образовательная, познавательная, популяризация науки, а также стремление привлечь в ряды исследователей, в науку приток новых молодых умов, вызвать в таких умах стремление к поиску ответов на возникающие вопросы. Масштабность темы требует ввести разумные ограничения.

Что объединяет удаленного сотрудника, на долю которого выпало много видеозвонков, зарождающуюся звезду YouTube и начинающего стримера? Все они, рано или поздно, осознают неотъемлемую важность повышения качества изображения, которое предоставляется их зрителям. А еще у них наверняка есть какой-нибудь Xiaomi Nano Porridge 10 Pro с довольно неплохой матрицей. И я не исключение, бросив вызов этой проблеме по-программистски и постаравшись обойтись без больших финансовых затрат, решением которой и хочу поделиться с вами. Добро пожаловать под кат!

Распространение квантовых компьютеров предвещает скорый крах шифрованию RSA. Взломать обычную зашифрованную связь простым перебором для них будет проще простого, какую длину ключей ни подбери. Вся традиционная банковская система, пароли, пусковые коды от ядерных шахт — всё это может быть перехвачено или взломано, как только у организации (или государства) с квантовым компьютером возникнет к этому интерес.

Сейчас активно ведутся поиски замены RSA, способной защитить информацию будущего. И, неожиданно, самый реалистичный вариант — квантовая связь. Пересылка информации, зашифрованной в состояниях связанных фотонов или ионов. Большой прогресс в этом направлении есть у физиков Европы, в Чикаго уже построена сеть-прототип, и даже у России с Китаем есть свои наработки, ведущие индустрию к квантовой связи с помощью спутников.

Квантовый интернет может быть гораздо ближе, чем вам кажется.

Это будет длинная статья, так что начнем по порядку.

В последние десятилетия мы можем свидетельствовать о стремительном развитии технологий, приводящем к революционным изменениям в области вычислений. Одним из наиболее перспективных направлений становится исследование квантовых компьютеров, которые обещают перевернуть представление о возможностях вычислительных систем. Квантовые компьютеры базируются на принципах квантовой механики и способны выполнять вычисления существенно более эффективно по сравнению с классическими компьютерами. Это вызывает не только глубокий интерес в научных кругах, но и привлекает внимание предприятий, исследовательских лабораторий и правительств, стремящихся к созданию более мощных и устойчивых вычислительных систем.

Однако революция квантовых вычислений затронет и область шифрования. В последние годы наблюдается значительный интерес к использованию квантовых компьютеров для взлома традиционных методов шифрования, что может иметь серьезные последствия для безопасности конфиденциальных данных.

В данном исследовании мы постараемся ответить вопрос, является ли появление квантового компьютера угрозой для современной криптографии и шифрования.

Мы стали на шаг ближе к телепортации. По крайней мере, телепортации данных. В декабре прошлого года учеными из ЮАР, Германии и Испании был проведен эксперимент, в ходе которого ученые смогли телепортировать информацию с помощью квантово связанных фотонов и нелинейного детектора. Такая передача данных внутри квантовых состояний должна стать одной из частей информационной супермагистрали будущего, которая в плане безопасности и пропускной способности затмит все современные оптоволоконные сети.

Квантовые вычисления - это наука о хранении и обработке информации с использованием систем, подчиняющихся законам квантовой механики. На атомарном уровне системы проявляют нелогичные эффекты.

Впервые Ричард Фейнман предложил в 1980-х годах, что эти эффекты, возможно, могут быть использованы для выполнения вычислений способом, превосходящим классические вычисления. Вскоре после первого появления квантовых компьютеров были разработаны алгоритмы, которые доказуемо решают определенные задачи быстрее, чем любой известный классический алгоритм. Например, алгоритм Гровера может быть использован для решения задачи неструктурированного поиска по N элементам со сложностью всего O(N). А алгоритм Шора позволяет решить задачу целочисленной факторизации, которая является центральной в системе шифрования RSA с открытым ключом, за полиномиальное время, экспоненциально быстрее, чем наиболее известный классический алгоритм. Моделирование квантово-механических систем является еще одним важным применением квантовых вычислений, которое может обеспечьте возможное ускорение по сравнению с классическими алгоритмами.

В частности, моделирование квантово-механических систем сложно для классического компьютера и, по сути, в первую очередь вдохновило концепцию квантового компьютера. Эти ранние теоретические успехи вызвали всплеск исследований в этой области, и тем временем квантовые вычисления превратились в высокодисциплинарную область исследований на стыке теоретической физики и информатики с теоретической стороны и экспериментальной физики и инженерии с практической.

Электронные устройства стали настолько миниатюрными, что подчиняются уже не нашим привычным законам, а живут в мире квантовой механики. Так, Константин Катин, профессор НИЯУ МИФИ, работающий в составе многонациональной международной группы ученых, сообщил о новых исследованиях: прямо сейчас ведутся работы по изучению вольтамперных характеристик нанослоя из иона рутения (относится к платиновым металлам). Конечная цель — создание электронных компонентов, не превышающих по размерам одной молекулы. Звучит фантастически, но, как заявляет Константин, это перспектива ближайших 10-15 лет. Это даст огромный прирост в производительности компьютеров и сильно снизит их энергопотребление — последний шаг миниатюризиции электроники. 

В мире квантов действуют совершенно иные законы: здесь одна частица может одновременно и существовать, и не существовать, а также находиться в двух разных местах. Сумеет ли практическая физика обуздать квантовый хаос? Попробуем разобраться.