Физика

Квантовые технологии — это системы, которые используют квантово-механические эффекты для вычислений, обмена информацией или выполнения других функций. Они зависят от квантовых состояний, которые необходимо надёжно передавать и защищать от декогеренции (то есть постепенной потери квантовой информации). В последние годы физики-квантовики и инженеры представили так называемые гигантские атомы — искусственные структуры, которые ведут себя как увеличенные … Читать далее

Весной 2022 года мне казалось, что я постоянно перемещаюсь во времени то вперёд, то назад. В начале сезона у меня началась аллергия на пыльцу в Мэриленде. Затем я отправился с докладами в южную Калифорнию. Там, ближе к экватору, уже расцвела роза, и лепестки глицинии покрывали землю возле здания физического факультета Калтеха. Из Калифорнии я полетел … Читать далее

Жидкости и растворы — это сложные среды. Например, когда сахар растворяется в воде, каждая молекула сахара оказывается окружённой толпой молекул воды. Внутри живых клеток картина ещё сложнее: крошечные жидкие капли переносят белки или РНК и помогают организовать химию клетки. Несмотря на важность жидких сред, их изучение на уровне отдельных молекул и электронов чрезвычайно сложно. Основная … Читать далее

В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Physics, учёные впервые экспериментально наблюдали переход от хрупкого состояния к сильному в сильно переохлаждённой воде. Это позволило решить научную головоломку, которая существовала почти три десятилетия. Свойства переохлаждённой воды Когда воду охлаждают ниже точки замерзания без кристаллизации, она приобретает аномальные свойства. Предыдущие исследования отслеживали, как вязкость воды меняется с … Читать далее

Источник

Пересечение неэрмитовой физики и топологической фотоники открыло новые направления исследований в последние годы, особенно в разработке надёжных лазерных систем. Основные принципы создания топологических лазеров просты: Экспериментальные демонстрации в массивах топологических изоляторов и решётках SSH подтвердили эффективность этого подхода, несмотря на игнорирование нелинейных взаимодействий, возникающих из-за насыщения усиления. Параллельно теоретические исследования, явно учитывающие эти нелинейности, были … Читать далее

Микроскопические процессы в сверхпроводниках трудно наблюдать напрямую. Поэтому исследователи из Университета Кайзерслаутерна-Ландау (RPTU) провели квантовое моделирование эффекта Джозефсона: они разделили два конденсата Бозе-Эйнштейна (КБЭ) с помощью чрезвычайно тонкого оптического барьера. В атомной системе были обнаружены характерные шаги Шапиро. Исследование было опубликовано в журнале Science. Что такое контакты Джозефсона? Два сверхпроводника, разделённые тонким изолирующим слоем — … Читать далее

Вода окружает нас повсюду, но её поверхностный слой — место химических реакций, которые формируют жизнь на Земле — удивительно трудно изучать. Эксперименты на рентгеновском лазере в SLAC позволяют лучше понять эту область. Две трети поверхности Земли покрыто водой, большая часть — в океанах, настолько глубоких и обширных, что исследована лишь пятая часть их общего объёма. … Читать далее

В 2024 году в Школу естественных наук пришли одиннадцать новых преподавателей. Они присоединились к факультетам биологии, наук о мозге и когнитивных науках, наук о Земле, атмосферных и планетарных науках, математики и физики. Шаоюн Бай Шаоюн Бай изучает симплектическую топологию — свойства двумерных пространств внутри пространств чётной размерности. Его исследования включают взаимодействие этой области с алгебраической … Читать далее

Исследователи обнаружили, как проектировать и размещать источники одиночных фотонов в атомном масштабе внутри ультратонких двумерных материалов, открывая путь для будущих квантовых инноваций. Квантовые излучатели, подобно идеально контролируемым переключателям света, могут включать поток отдельных частиц света, называемых фотонами, по одному. Эти крошечные переключатели — «биты» многих квантовых технологий — создаются за счёт дефектов на атомном уровне … Читать далее

Исследователи совершили значительный прорыв в области квантовых вычислений с помощью нового устройства, размер которого почти в 100 раз меньше диаметра человеческого волоса. Опубликовано в журнале Nature Communications В статье, опубликованной в журнале Nature Communications, рассказывается о прорывных оптических фазовых модуляторах, которые могут помочь создать гораздо более крупные квантовые компьютеры. Они обеспечивают эффективное управление лазерами, необходимыми … Читать далее

На этой неделе на Международном совещании по электронным приборам IEEE (IEDM 2025) компания imec, центр исследований и инноваций в области передовых полупроводниковых технологий, успешно продемонстрировала интеграцию фотодиодов на основе коллоидных квантовых точек (QDPD) на метаповерхностях, разработанных на её пилотной линии 300 мм CMOS. Этот новаторский подход обеспечивает масштабируемую платформу для разработки компактных миниатюрных спектральных сенсоров … Читать далее

Исследователи разработали прецизионный магнитометр на основе специального материала, который изменяет оптические свойства в ответ на магнитное поле. Устройство, интегрированное на чип, может найти применение в космических миссиях, навигации и биомедицине. Современные магнитометры требуют крайне низких температур или громоздкого оборудования Высокоточные магнитометры используются для измерения силы и направления магнитных полей в различных приложениях. Однако многие современные … Читать далее

Искусственный интеллект (ИИ) обещает революционизировать научные исследования, что ставит перед нами ключевой технологический вопрос: может ли классический ИИ понять все природные явления, или некоторые из них принципиально недоступны для него? Многие сторонники искусственного интеллекта утверждают, что любой паттерн, который можно сгенерировать или обнаружить в природе, может быть эффективно обнаружен и смоделирован классическим алгоритмом обучения, подразумевая, … Читать далее

Четыре рекомендации для развития коммерческих квантовых вычислений: 1. Решайте задачу создания большего количества квантовых алгоритмов.2. Не списывайте со счетов классические вычисления.3. Переходите на постквантовые криптосистемы уже сейчас.4. Ускоряйте разработку методов квантовой коррекции ошибок. Квантовые вычисления становятся всё более актуальными, поскольку активность стартапов, инновации и финансирование в этой сфере растут. Эксперты считают, что до коммерциализации квантовых … Читать далее

Запуск источника синхротронного излучения — это результат совместных усилий огромной команды, объединяющей сотни высококвалифицированных и специализированных профессионалов. Группа радиочастотных (RF) специалистов в Национальном источнике синхротронного излучения II (NSLS-II), объекте Министерства энергетики США (DOE), расположенном в Брукхейвенской национальной лаборатории, играет важную роль в работе синхротрона. Их работа, часто незаметная, обеспечивает яркость, мощность и стабильность электронного пучка, … Читать далее

За последние десятилетия инженеры внедрили множество технологий, основанных на свете и его характеристиках. К ним относятся фотонные и квантовые системы, которые могут улучшить визуализацию, связь и обработку информации. Однако ключевым вызовом, ограничивающим производительность этих новых технологий, является то, что большинство используемых материалов имеют слабую оптическую нелинейность. Это означает, что они слабо реагируют на свет разной … Читать далее

Поляризованный свет повышает точность носимых датчиков здоровья для всех оттенков кожи. Университет Айовы обнаружил метод «очистки» фотонов Исследователи из Университета Айовы разработали метод «очистки» фотонов, что может повысить эффективность и безопасность оптических квантовых технологий. Работа [опубликована](https://opg.optica.org/abstract.cfm?URI=opticaq-3-6-500) в журнале Optica Quantum. Исследователи изучили две проблемы, мешающие созданию стабильного потока одиночных фотонов — метода золотого стандарта для … Читать далее

Если вы любите футбол, то вам хорошо знакомо это зрелище: пенальти, «стена» защитников, выстроившихся перед воротами, готовых прыгнуть и попытаться заблокировать мяч, если он пролетит над ними. В уме вы можете нарисовать параболу, которая приведёт к тому, что удар по мячу будет точным и приведёт к голу, но расчёты, определяющие путь мяча, удивительно сложны. Решение … Читать далее

В новой публикации профессор Хосе-Мария Мартин-Олалла из отдела физики конденсированных сред Севильского университета описал прямую связь между исчезновением теплоёмкости при абсолютном нуле — общим экспериментальным наблюдением, установленным в начале XX века — и вторым законом термодинамики. Исследование, [опубликованное](https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1402-4896/ae22a5) в Physica Scripta, переосмысливает столетнюю проблему и завершает последствия принципа увеличения энтропии во Вселенной. Новое исследование следует … Читать далее

Наблюдения за образованием лёгких ядер в результате столкновений с высокой энергией могут помочь в поиске тёмной материи. Столкновения частиц в Большом адронном коллайдере (БАК) достигают температур, превышающих в сотни тысяч раз температуру в центре Солнца. Тем не менее лёгкие атомные ядра и их антивещественные аналоги выходят из этой раскалённой среды невредимыми, хотя связи, удерживающие ядра … Читать далее

В 2008 году группа учёных под руководством Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (UCLA) предложила схему использования лазера для возбуждения ядра атомов тория с целью создания чрезвычайно точных переносных часов. В прошлом году они реализовали эту давнюю цель, бомбардируя атомы тория, внедрённые в специализированные кристаллы фторида, лазером. Теперь они нашли способ значительно упростить и усилить процесс, заменив … Читать далее

Представьте будущее, в котором квантовые компьютеры значительно ускоряют машинное обучение — модели обучаются за секунды, извлекают ценную информацию из огромных наборов данных и питают искусственный интеллект нового поколения. Это будущее может быть ближе, чем вы думаете, благодаря прорыву исследователей из национального исследовательского агентства Австралии CSIRO и Мельбурнского университета. До сих пор на пути стояла одна … Читать далее

Исследователи из Делфтского технического университета и Университета Радбауд (Нидерланды) обнаружили, что двумерный сегнетоэлектрический материал CuInP₂S₆ (CIPS) может управлять путями и свойствами синего и ультрафиолетового света как никакой другой материал. Ультрафиолетовый свет — основа современного производства микросхем Ультрафиолетовый свет является основой современного производства микросхем, микроскопии высокого разрешения и оптических коммуникационных технологий нового поколения. Улучшение контроля над … Читать далее

В последние годы меня одолевают депрессивные мысли всякий раз, когда я думаю о том, что происходит в области фундаментальных исследований теоретической физики. Например, сегодня я узнал, что на физическом факультете Гарварда существует не только инициатива Harvard Swampland, но и инициатива Gravity, Space-Time, and Particle Physics (GRASP). На этой неделе в рамках последней проходит конференция, посвящённая … Читать далее

Алмаз известен в материаловедении как лучший природный проводник тепла на Земле, но новые исследования показывают, что на атомном уровне он может кратковременно улавливать тепло неожиданными способами. Результаты могут повлиять на то, как учёные разрабатывают квантовые технологии на основе алмазов, включая сверхточные датчики и будущие квантовые компьютеры. В исследовании, опубликованном в журнале Physical Review Letters, учёные … Читать далее

Стипендиатами AI2050 фонда Schmidt Sciences в 2025 году стали сотрудники Массачусетского технологического института (MIT) и семь выпускников. Среди них — постдок Цзоньи Ли (Zongyi Li) из лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта MIT (CSAIL) и доцент Тесс Смидт (Tess Smidt) ’12, заведующая кафедрой электротехники и информатики (EECS). Они были названы стипендиатами AI2050 для молодых учёных. … Читать далее

Исследователь из отдела физики Университета Тохоку обнаружил удивительное квантовое явление, скрытое в обычных кристаллах: сила взаимодействия между электронами и колебаниями решётки (фононами) не является непрерывной, а квантуется. Более того, эта сила универсально связана с одной из самых знаковых величин в физике — постоянной тонкой структуры. Что делает постоянную тонкой структуры столь значимой? Эта безразмерная величина … Читать далее

Параметрические усилители travelling-wave (TWPAs) — это электронные устройства, которые усиливают слабые микроволновые сигналы (то есть электромагнитные волны с частотами, обычно находящимися в диапазоне от 1 до 100 ГГц). Недавно многие инженеры разрабатывали TWPAs на основе сверхпроводников — материалов, которые проводят электричество с нулевым сопротивлением при низких температурах. Сверхпроводниковые TWPAs могут обрабатывать сигналы с высокой эффективностью, … Читать далее