Рубрика «квантовая механика» - 4

в 14:07, , рубрики: квантовая механика, квантовые технологии, космонавтика, Научно-популярное, связь, теория относительности, физика, эксперименты с двумя щелями
Передача информации быстрее скорости света. Построение систем дальней связи - 1

В современном мире системы связи играют важную роль в развитие нашего мира. Каналы передачи информации буквально опутывают нашу планету, связывая различные информационные сети в единую глобальную сеть Интернет. Дивный мир современных технологий включает в себя передовые открытия науки и техники, не редко связанные также с удивительными возможностями квантового мира. Можно с уверенностью сказать, что на сегодняшний день квантовые технологии прочно вошли в нашу жизнь. Любая мобильная техника в наших карманах оснащена микросхемой памяти, работающая с использованием квантового туннелирования заряда. Подобное техническое решение позволило инженерами компании Toshiba построить 1984 году транзистор с плавающим затвором, ставшим основой для построения современных микросхем памяти. Мы каждый день пользуемся подобными устройствами, не задумываясь, на чем основана их работа. И пока физики ломают голову пытаясь объяснить парадоксы квантовой механики, технологическое развитие берет на вооружение удивительные возможности квантового мира.

В данной статье мы рассмотрим интерференцию света, и разберем способы построения канала связи для мгновенной передачи информации с применением квантовых технологий. Хотя многие полагают, что невозможно передавать информацию быстрее скорости света, при правильном подходе даже такая задача становится решаемой. Думаю, вы сами сможете в этом убедиться.
Читать полностью »

в 10:44, , рубрики: вы и ваша работа, квантовая механика, креативность, математика, совместный перевод, Учебный процесс в IT, хэмминг, Читальный зал

«Есть запахи, которые вы не можете ощущать, длины волн света, которые вы не видите, звуки, которые вы не можете услышать,… есть мысли, о которых вы не можете думать.»

imageПривет.
Помните офигенную статью «Вы и ваша работа» (+219, 1928 в закладки, 328k прочтений)?

Так вот у Хэмминга (да, да, самоконтролирующиеся и самокорректирующиеся коды Хэмминга) есть целая книга, написанная по мотивам его лекций. Давайте ее переведем, ведь мужик дело говорит.

Это книга не просто про ИТ, это книга про стиль мышления невероятно крутых людей. «Это не просто заряд положительного мышления; в ней описаны условия, которые увеличивают шансы сделать великую работу.»

Кто хочет помочь с переводом — пишите в личку или на почту magisterludi2016@yandex.ru

Глава 24. Квантовая механика

(за перевод спасибо Нате Блянкинштейн)

Большинство физиков в настоящее время считают, что у них есть базовое описание Вселенной [хотя в настоящее время они признают, что 90-99% Вселенной находится в форме «темной материи», о которой они не знают ничего кроме того, что она испытывает гравитацию]. Вы должны понимать, что во всей науке есть только описания того, как что-то происходит, и ничего о том, почему это происходит. Ньютон дал нам формулу, выражающую как работает гравитация, и он не делал никаких гипотез ни о том, чем она является, ни через какую среду она работает, не говоря уже о том, почему она работает. На самом деле он даже не верил в «дальнодействие».

Причины обсуждать квантовую механику, КМ, такие:

  1. это фундаментальная физика,
  2. она имеет много неожиданных интеллектуальных следствий и
  3. дает ряд моделей для работы.

В конце XIX — начале XX века физика столкнулась с рядом проблем. Среди них были следующие:
Читать полностью »

в 18:20, , рубрики: Биотехнологии, квантовая механика, молекула днк, молекулы, молекулярное моделирование, Научно-популярное, таблица элементов, химия, электронная оболочка

При обосновании свойств атомов и молекул принято ссылаться на постулаты квантовой механики, в которых разбираются далеко не все физики. Тем более химики, у которых принципы Паули и Гейзенберга, правила Клечковского и Хунда, и даже уравнение Шрёдингера не вызывают никаких чувств, кроме чувства глубокого уважения к вышеупомянутым физикам. Ещё хуже гуманитариям и прочим художественным натурам, которым описывать и разъяснять подобные принципы, правила и уравнения бесполезно. В результате один из них – художник Кеннет Снельсон (Kenneth Snelson; 29.06.1927 — 22.12.2016) – решил, что «спасение утопающих – дело рук самих утопающих». И в 1960 году придумал простую теорию строения атома, которому он посвятил несколько десятков своих картин, и даже изваял из гранита /1/.

Химия Кеннета Снельсона - 1
Рис. 1. «Атомные» скульптуры (4'x4'x4', гранит, 2009) /1/

Электроны в атомной модели Снельсона имеют кольцевую форму и формируют сферические электронные оболочки, состоящие из соприкасающихся электронных колец (“circle-sphere”). Модели таких «циклосфер» Снельсон построил из ферритовых кольцевых магнитов. Если их расположить на поверхности сферы, то при чередовании направления магнитного поля края смежных магнитов притягиваются друг к другу, и их внешние плоскости образуют многогранные (кольцегранные) оболочки.

Химия Кеннета Снельсона - 2
Рис.2. Магнитные модели электронных оболочек Снельсона

Наиболее устойчивые «электронные» структуры получаются из двух, восьми, десяти и четырнадцати магнитов.
Читать полностью »

в 0:30, , рубрики: квантовая механика, колебания, Научно-популярное, фигуры Хладни, физика, хаос
Фигуры Хладни и квантовый хаос - 1

Насыпав песок на колеблющуюся упругую пластинку, можно увидеть формирование фигур Хладни. Они часто служат примером «естественной красоты» физических явлений, хотя за ними стоит довольно простая физика резонансного возбуждения стоячих волн. И мало кто обращает внимание на любопытную особенность этих фигур: линии на них избегают пересечений, будто их отталкивает некая сила. Давайте попробуем понять, какая же физика скрывается за этим отталкиванием и как она связана с квантовой теорией хаоса.

Читать полностью »

в 11:27, , рубрики: Matt Strassler, бозон хиггса, квантовая механика, поле хиггса, теория поля, физика, хиггс, частица хиггса

Как работает поле Хиггса:

  1. Основная идея
  2. Почему поле Хиггса в среднем ненулевое
  3. Как появляется частица Хиггса
  4. Почему поле Хиггса необходимо

До сего момента в серии статей поле Хиггса я объяснял вам основную идею того, как оно работает, и описывал, как поле Хиггса становится ненулевым, и как появляется частица Хиггса – по меньшей мере, для простейшего типа поля и частицы Хиггса (из Стандартной Модели). Но я не объяснил, почему не существует альтернативы для ввода чего-либо, напоминающего поле Хиггса – почему для ввода масс известных частиц в отсутствии этого поля существуют препятствия. Это мы и обсудим в данной статье.

Я объяснил, что все элементарные «частицы» (то бишь, кванты) природы – это кванты волн в полях. И, упрощённо, все эти поля удовлетворяют уравнению класса 1 вида:

$ d/dt (d Z(x,t)/dt) - c^2 d/dx (d Z(x,t)/dx)=- (2 pi c^2/h)^2 m^2 Z(x,t) $

где Z(x,t) – поле, m – масса частицы, c – скорость света, h – постоянная Планка. Если частица безмассовая, тогда соответствующее поле удовлетворяет такому же уравнению, где m = 0, которое я назвал уравнением класса 0.

Случаи с m = 0 включают фотоны, глюоны и гравитоны – кванты электрического, хромоэлектрического (или глюонного) и гравитационного полей; всё это безмассовые кванты («частицы»), перемещающиеся на универсальном пределе скорости с. Для электронов, мюонов, тау, всех кварков, всех нейтрино, частиц W, Z и бозона Хиггса, у каждого из которых своя масса, соответствующее поле удовлетворяет уравнению класса 1 с подставленной в него соответствующей массой.
Читать полностью »

в 21:09, , рубрики: здоровье, Здоровье гика, квантовая механика, томография, циклотрон, метки:

Название статьи выбрано не случайно. В блоге НИТУ МИСиС есть статья «Диагностировать рак поможет лазер» с подробным описанием принципа работы лазерного флуоресцентного микроскопа, но, собственно, про диагностику рака толком ни слова. Довольно давно у меня возникла смутная мысль написать небольшой обзор о таком методе диагностики раковых опухолей как позитрон-эмиссионная томография (далее – ПЭТ). Новость же о строительстве центра ядерной медицины и статья о МРТ только укрепили в этой мысли.
Читать полностью »

в 15:58, , рубрики: измерение без взаимодействия, квантовая механика, квантовый эффект Зенона, контрфактическое соединение, физика

Физики впервые установили контрфактическое квантовое соединение - 1

Квантовые коммуникации сами пор себе странное явление. Но в разнообразии квантов есть один самый странный вид — контрфактическая коммуникация (counterfactual communication). Это вид связи, который вообще не предполагает передачу частиц между отправителем и получателем. Этот вид отличается от обычной квантовой телепортации, потому что в телепортации используются спутанные частицы. Обычно частицы нужно физически совместить и спутать заранее, прежде чем телепортировать информацию между ними на любое расстояние, то есть передача частиц происходит так или иначе. Как вариант, частицы можно спутать на расстоянии, но при посредничестве третьей частицы, которая всё-таки должна физически проделать этот путь. В контрфактических соединениях такого условия нет (только нужно помнить, что фотон здесь можно описать волновой функцией и не считать частицей).

Теоретическую основу для контрфактической квантовой связи физики сформулировали в 2013 году. Согласно описанию протокола, передача информации между Алисой ми Бобом осуществляется в пустом пространстве без движения физических частиц за счёт измерений без взаимодействия и цепочки квантовых эффектов Зенона.

Описание протокола было теоретической работой, но сейчас учёные впервые на практике установили прямое контрфактическое соединение и действительно передали информацию — чёрно-белое изображение из пункта А в пункт Б. Носителем информации является фаза света, а фотон описывается волновой функцией.
Читать полностью »

в 12:42, , рубрики: квантовая запутанность, квантовая механика, квантовая физика, Научно-популярное, физика, шахматы

Intro

Этот пост написан под впечатлением от вот этого отличного поста с Хабра, в котором автор наглядно, при помощи двумерных моделек, которые рисует его программа, объясняет как работает Специальная Теория Относительности.

Я работаю в IT, а по образованию – физик-теоретик. Уже долгое время увлекаюсь популяризацией науки, и теоретической физики в частности. Постараюсь аналогично вышеупомянутому посту о специальной теории относительности объяснить на специально подготовленном примере как работает квантовая механика.

Модель, которую я рассматриваю – отнюдь не нова. Более полугода назад Chris Cantwell разместил на YouTube анонс новой настольной игры: квантовых шахмат (многим, возможно, известно об этом из вот этого вирусного ролика).

Недавно игра вышла в Steam, она стоит 249 руб. Есть ещё другая реализация – бесплатное приложение для iOS (не знаю, есть ли оно в Google Play). Однако в процессе игр с друзьями я экспериментально выяснил, что она неправильная с точки зрения квантовой механики. Такую реализацию скорее можно назвать статистическими шахматами, а не квантовыми.

Поэтому я решил написать свою реализацию, с запутанностью и суперпозициями. В своей реализации я постарался исправить те недостатки, которые на мой взгляд присутствуют в версии на Steam (например, у меня пешки тоже могут ходить квантовыми ходами, как и все остальные фигуры). Про приложение для iOS и так всё понятно: любая реализация квантовых шахмат должна быть по-настоящему квантовой, т.е. не только быть вероятностной, но поддерживать такие эффекты квантовой механики как интерференция, запутанность, etc.

Читать полностью »

в 21:45, , рубрики: LHC, вирусы, итоги года, квантовая механика, кубит, Научно-популярное, тёмная материя, физика

Физические итоги года - 1

На дворе последние дни декабря, а значит самое время подвести итоги уходящего года вместе с Американским физическим сообществом. Кроме открытия пентакварка и неравенств Белла, в шорт-лист вошли мимивирусы, темная материя и лопающиеся воздушные шарики. Добро пожаловать под кат.
Читать полностью »

в 18:22, , рубрики: квантовая механика, локальный реализм, Научно-популярное, неравенство Белла, Теорема Белла, теория относительности, физика

Первый эксперимент, который корректно доказывает нарушение неравенства Белла - 1
Ведущий автор научной работы Бас Хенсен (Bas Hensen) и профессор Рональд Хансон (Ronald Hanson) настраивают установку для эксперимента Белла в точке А, откуда эмитируются электроны

В 1935 году Альберт Эйнштейн поставил под сомнение принцип квантовой теории о том, что наблюдение одной частицы мгновенно влияет на состояние связанной с ней частицы, где бы она ни находилась. Это означает, что информация от частицы к частице передаётся быстрее скорости света, что Эйнштейн считал невозможным и несовместимым с теорией относительности.
Читать полностью »

1...345...7
Рейтинг@Mail.ru
Главная   |  Архив новостей  |   Android  |   Google  |   Apple  |   Microsoft  |   Информационная безопасность  |   Веб – разработка
Публикации RSS  |  Комментарии RSS
https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js