Квантовая телепортация — это удивительный процесс, который позволяет передать квантовое состояние частицы на другое удалённое место, не перемещая и не обнаруживая саму частицу. Этот процесс может стать основой для создания так называемого «квантового интернета» — версии интернета, которая обеспечивает безопасную и мгновенную передачу квантовой информации между устройствами в одной сети.
Исследователи из Нанкинского университета недавно продемонстрировали телепортацию фотонного кубита телекоммуникационного диапазона (то есть квантового бита, закодированного в свете на тех же длинах волн, которые используются для поддержки текущих коммуникаций) в телекоммуникационную квантовую память. Их статья, опубликованная в журнале Physical Review Letters, может открыть новые возможности для создания масштабируемых квантовых сетей и, таким образом, потенциально квантового интернета.
«Квантовая телепортация всегда была увлекательным протоколом в квантовой коммуникации из-за своей способности передавать квантовые состояния, не раскрывая их», — сказал Сяо-Сун Ма, старший автор статьи. «Для дальнейшего увеличения расстояния передачи состояния включение квантовой памяти в систему квантовой телепортации имеет решающее значение».
Новые достижения в области искусственного интеллекта повышают безопасность и производительность термоядерных реакторов
Команда исследователей под руководством профессора Сунь Ювэнь из Хэфэйского института физических наук Китайской академии наук разработала две инновационные системы искусственного интеллекта (ИИ) для повышения безопасности и эффективности экспериментов по термоядерной энергии.
Их результаты были недавно опубликованы в журналах Nuclear Fusion и Plasma Physics and Controlled Fusion. Термоядерная энергия обещает обеспечить чистую и практически безграничную энергию. Однако для будущих реакторов они должны работать надёжно и избегать опасных явлений, включая нарушения — внезапные интенсивные события, которые могут повредить реактор — и точно контролировать состояние удержания плазмы для поддержания высокой производительности.
Для решения этих задач исследователи разработали две различные системы на основе ИИ. Первая — это система прогнозирования нарушений, которая использует интерпретируемые модели решений деревьев для выявления ранних признаков нарушений, особенно тех, которые вызваны «заблокированными режимами» — распространённой нестабильностью плазмы.
В экспериментальной проверке система достигла 94% успеха в раннем обнаружении нарушений, выдавая предупреждения в среднем за 137 миллисекунд до события — предоставляя операторам критически важное время для реагирования.
Вторая система — это инструмент мониторинга состояния плазмы, основанный на модели многозадачного обучения. Это решение ИИ одновременно идентифицирует рабочие режимы (такие как L-режим и H-режим) и обнаруживает локализованные на краю моды (ELM), улучшая скорость и точность по сравнению с традиционными отдельными моделями. Система продемонстрировала 96,7% успеха в классификации условий плазмы в реальном времени, повышая надёжность непрерывной работы реактора.
Вместе эти инструменты ИИ не только способствуют созданию более безопасной экспериментальной среды, но и предлагают ценную информацию о сложной динамике плазмы. Исследование обеспечивает фундаментальный шаг на пути к полностью интеллектуальным системам управления на будущих термоядерных энергетических установках.
Профессиональные велосипедные команды могут сократить аэродинамическое сопротивление для своего защищённого гонщика на 76%
Профессиональные велосипедные команды могут сократить аэродинамическое сопротивление для своего защищённого гонщика на 76%, приняв определённые построения, отличные от традиционного одиночного пелотона, согласно новому исследованию Университета Хериота-Уатта в партнёрстве с компанией-разработчиком программного обеспечения для моделирования Ansys, входящей в состав Synopsys.
Несмотря на кажущийся индивидуальным аспект соревновательного велоспорта, это командный вид спорта. В «Тур де Франс» каждая из 23 команд имеет восемь велосипедистов, которые играют решающую роль в общем успехе команды.
Когда лидер команды попадает в аварию или у него прокол шины, и он выпадает из пелотона или лидирующей группы в гонке, перед его товарищами по команде встанет задача вернуть этого защищённого гонщика обратно в пелотон или лидирующую группу, где гонщики следуют друг за другом вплотную, чтобы уменьшить сопротивление воздуха. При этом товарищи по команде будут пытаться защитить своего гонщика от ветра, позволяя ему сэкономить энергетические ресурсы за счёт собственных энергетических затрат.
Используя передовые методы моделирования и испытания в аэродинамической трубе, это новое исследование количественно оценило аэродинамическое преимущество альтернативных построений команд, используемых велосипедистами в «Тур де Франс», помимо одиночного пелотона, показав, как различные конфигурации могут быть превосходными и могут существенно повлиять на экономию энергии и результаты гонки.
Под руководством профессора Берт Блокен из Школы инженерии и физических наук (EPS) Университета Хериота-Уатта в Эдинбурге результаты подчёркивают, как стратегическое позиционирование помогает гонщикам вернуться в пелотон. Исследование проводилось совместно с коллегами доктором Фабио Малиция и доктором Сяоци Ху из EPS.
С учётом того, что сохранение энергии имеет решающее значение, эти идеи могут определить, как команды подходят к наиболее решающим моментам культовой гонки. Профессор Берт Блокен в партнёрстве с Ansys, входящей в состав Synopsys, применил вычислительную гидродинамику (CFD) и испытания в аэродинамической трубе для оценки того, как различные построения велосипедистов снижают аэродинамическое сопротивление у лидеров.
quantum bit encoded in light at the same wavelengths supporting current communications) to a telecom quantum memory. Their paper, published in Physical Review Letters, could open new possibilities for the realization of scalable quantum networks and thus potentially a quantum internet.”,”\”Quantum teleportation is always a fascinating protocol in quantum communication for its ability to transfer quantum states without ever revealing,\” Xiao-Song Ma, senior author of the paper, told Phys.org. \”To extend the state transmission distance further, the incorporation of quantum memory into a quantum teleportation system is of critical importance.\””,”The main objective of the recent study by Ma and his colleagues was to successfully integrate a telecom solid-state quantum memory into a quantum teleportation system, which would enable the storage of transmitted quantum information. The main role of this memory would be to spread and store entangled particles across a quantum network (i.e., entanglement distribution).”,”Quantum networks rely on quantum repeaters, devices that can break the distances across which information is transmitted into shorter and more manageable sections, known as elementary links. When placed at the end of these sections, quantum memories could store quantum information for the time necessary for entanglement to be established across entire segments of networks, which could in turn enable its transmission across longer distances.”,”\”We employed five systems to accomplish the experiment,\” explained Ma. \”These include an Input state preparation; an EPR-source to generate entangled photon pairs from an integrated photonic chip, a Bell-state measurement and a quantum memory based on erbium ion ensembles. We also employed a frequency distribution and fine-tuning module based on an F-P cavity and PDH technique.\””,”This recent work by Ma and his colleagues shows that quantum information could be transferred across a network using devices and optical wavelengths that are compatible with those currently employed in communications. The team’s demonstration of quantum teleportation could inform the advancement of quantum networks, potentially contributing to the future realization of a reliable quantum internet.”,”\”Our study demonstrated the quantum teleportation from telecom photons to a solid-state quantum memory based on erbium ions for the first time,\” added Ma. \”Our entire system uses components compatible with existing fiber networks perfectly. This telecom-compatible platform for generating, storing and processing quantum states of light establishes a highly promising approach to large-scale quantum networks.\””,”As part of their next studies, the researchers plan to focus on improving the performance of the erbium ion-based solid-state memory employed in their experiments. More specifically, they would like to extend its storage times and improve the efficiency with which it stores quantum information.”,”\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t © 2025 Science X Network\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t “,”\n\t\t\t\t\t\t\tMore from Other Physics Topics\n\t\t\t\t\t\t “]’>Источник