Путь от квантовой науки к квантовой технологии
Возможно, вы еще не осознали этого, но Организация Объединенных Наций объявила 2025 год Международным годом квантовой науки и техники. Тем не менее, это действительно повод для празднования, не в последнюю очередь потому, что электронное устройство, которое вы используете для чтения этой статьи, зависит от некоторых передовых применений квантовых явлений.
Этот год был выбран потому, что в 2025 году исполняется сто лет со дня публикации первых статей по квантовой механике, также известной как квантовая физика.
В этих исследовательских работах были определены научные принципы, описывающие движение и взаимодействие таких элементарных частиц, как фотоны и электроны, — частиц, которые составляют все, что мы в настоящее время знаем о материи.
Столетие спустя технологии, основанные на квантовой механике, распространены повсеместно.
Такие устройства, как мобильные телефоны, основаны на передовых приложениях теории квантовой электродинамики, которая описывает взаимодействия между веществом и электромагнитным излучением на уровне отдельных атомов.
Иллюзия простоты и определенности
Для конечного пользователя электронные устройства представляют собой вершину современных технологий.
Ваш мобильный телефон - это машина, которая, кажется, способна делать практически все, что угодно, с очевидной безошибочностью.
В нем используется технология, к которой вам не нужен физический доступ, кроме кнопки для включения и выключения, сенсорного экрана, динамика и микрофона для взаимодействия с ним и разъема для зарядки аккумулятора.
Иллюзия простоты исчезает, когда речь заходит о понимании того, как эти устройства работают на атомарном уровне.
В квантовой механике слово "неопределенность" имеет точное техническое значение, которое представляет собой как вызов, так и возможность для разработки новых технологий.
Привычная определенность нашего повседневного опыта — например, ожидаемые действия с сенсорным экраном — возникают в результате коллективного поведения, связанного со сложностью и неопределенностью квантовой механики.
В основе квантовой механики лежит принцип неопределенности.
Существуют некоторые фундаментальные величины, такие как положение и импульс частицы, которые мы не можем одновременно точно измерить.
Например, если мы знаем точное местоположение электрона, мы ничего не можем знать о его импульсе. И наоборот, если мы точно знаем его импульс, мы не можем сделать никакого определенного заявления о том, где он находится.
Принцип неопределенности накладывает ограничения на точность одновременных измерений некоторых физических величин.
Никакие экспериментальные стратегии, какими бы хитроумными они ни были, не могут обойти это фундаментальное правило природы.
Неопределенность не является препятствием для прогресса
В квантовой механике определенность заменяется вероятностью.
Мы можем говорить только о вероятности того, что измерения таких свойств, как положение и импульс, будут получены в любой момент времени.
Все, что мы можем знать о квантовомеханической системе, содержится в математическом объекте, называемом волновой функцией, который используется для вычисления этих вероятностей с использованием некоторых четко определенных правил.
Сейчас мы очень хорошо разбираемся в получении этих волновых функций и используем правила квантовой механики для предсказания результатов физических измерений.
Квантовая электродинамика, например, была проверена в экспериментах с точностью более одной части из 1 000 000 000 000.
Это самая точная физическая теория, которую мы когда-либо разрабатывали.
Но среди физиков и философов существуют две различные точки зрения на роль квантовой механики как научной теории.
Есть те, кто рассматривает квантовую механику как чисто математический процесс предсказания и интерпретации физических измерений.
Есть и другие, которые настаивают на том, что она должна раскрывать саму природу физической реальности.
Вторая группа утверждает, что сохраняющееся отсутствие консенсуса по поводу интерпретации квантовой механики показывает нам, что это неполная физическая теория, несмотря на ее неизменную предсказательную силу.
Следующие 100 лет
Одно из самых удивительных следствий их математической структуры предполагает, что квантовые системы могут быть использованы для создания новых типов информационных технологий.
Теоретическая мощность этих так называемых квантовых компьютеров намного превосходит возможности самых мощных суперкомпьютеров современности.
Когда эта идея впервые была распространена сорок лет назад, казалось фантастическим, что огромные технические трудности, связанные с манипулированием и измерением квантовых систем, могут быть преодолены при разработке работающего квантового компьютера.
Сегодня физический факультет Мельбурнского университета руководит аспирантами, разрабатывающими вычислительные алгоритмы, которые выполняются на первом поколении функциональных квантовых компьютеров в тесном сотрудничестве с IBM.
Наши исследователи также проводят экспериментальные исследования по разработке следующего поколения аппаратных средств для квантовых вычислений и устройств, которые используют квантовую механику для обнаружения крошечных электромагнитных полей.
Как и во многих проектах в физике, проблемы рано или поздно уступают место прогрессу.
Иногда этот прогресс занимает десятилетия и требует участия больших, совместных, междисциплинарных и международных команд исследователей.
В школе физики в Мельбурне когда-то располагался CSIRAC, первый в Австралии цифровой компьютер.
Семьдесят лет спустя мы остаемся на переднем крае вычислительной физики, возглавляя исследования в области потенциальных применений квантовых компьютеров.
Это может сделать возможной разработку новых фармацевтических препаратов и открытие высокотемпературных сверхпроводящих материалов с использованием первых принципов вычислительной реализации квантовой механики.
Поиск темной материи обещает расширить наше понимание субатомных частиц во Вселенной.
Возможно, это даже приведет к формулировке неуловимой "теории всего", которая полностью согласует теории квантовой механики и общей теории относительности.
То, что мы достигли такого прогресса в первое столетие существования квантовой механики, несомненно, заслуживает празднования.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Меню
Архив материалов
Проекты наших читателей
Контакты исследователей
Подписка на новости
Проекты
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Новости
26.02.2002 - 05.07.2002
05.08.2002 - 23.10.2002 (562)
24.10.2002 - 17.01.2003 (585)
20.01.2003 - 07.04.2003 (709)
08.04.2003 - 01.08.2003 (709)
04.08.2003 - 18.11.2003 (763)
19.11.2003 - 31.03.2004 (721)
01.04.2004 - 13.08.2004 (825)
16.08.2004 - 22.11.2004 (782)
23.11.2004 - 28.03.2005 (756)
29.03.2005 - 29.07.2005 (807)
30.08.2005 - 02.12.2005 (927)
05.12.2005 - 21.04.2006 (912)
24.04.2006 - 23.10.2006 (999)
24.10.2006 - 03.05.2007 (999)
04.05.2007 - 28.01.2008 (999)
29.01.2008 - 12.01.2009 (999)
13.01.2009 - 07.07.2009 (966)
22.08.2009 - 21.01.2010 (996)
22.01.2010 - 22.06.2010 (1000)
23.06.2010 - 14.01.2011 (1042)
17.01.2011 - 31.05.2011 (1008)
01.06.2011 - 03.11.2011 (1003)
07.11.2011 - 16.03.2012 (996)
19.03.2012 - 09.06.2012 (1009)
13.06.2012 - 07.09.2012 (988)
10.09.2012 - 19.11.2012 (1004)
20.11.2012 - 14.01.2013 (1015)
15.01.2013 - 22.02.2013 (1000)
23.02.2013 - 08.04.2013 (991)
09.04.2013 - 31.05.2013 (1015)
01.06.2013 - 18.07.2013 (992)
19.07.2013 - 03.09.2013 (1014)
04.09.2013 - 20.10.2013 (1001)
21.10.2013 - 02.12.2013 (1001)
03.12.2013 - 18.01.2014 (997)
19.01.2014 - 07.03.2014 (994)
08.03.2014 - 24.04.2014 (1000)
25.04.2014 - 18.06.2014 (1005)
19.06.2014 - 15.08.2014 (1019)
16.08.2014 - 07.10.2014 (1006)
08.10.2014 - 16.11.2014 (995)
17.11.2014 - 25.12.2014 (1004)
26.12.2014 - 09.02.2015 (989)
10.02.2015 - 20.03.2015 (998)
21.03.2015 - 22.04.2015 (1001)
23.04.2015 - 29.05.2015 (997)
29.05.2015 - 30.06.2015 (995)
30.06.2015 - 29.07.2015 (990)
29.07.2015 - 26.08.2015 (998)
27.08.2015 - 24.09.2015 (988)
25.09.2015 - 22.10.2015 (991)
23.10.2015 - 18.11.2015 (1000)
18.11.2015 - 16.12.2015 (990)
17.12.2015 - 23.01.2016 (1000)
24.01.2016 - 25.02.2016 (1000)
26.02.2016 - 24.03.2016 (1000)
24.03.2016 - 16.04.2016 (990)
17.04.2016 - 19.05.2016 (999)
20.05.2016 - 22.06.2016 (993)
23.06.2016 - 01.08.2016 (995)
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - 31.03.2021 (1000)
01.04.2021 - 12.05.2021 (1000)
13.05.2021 - 14.06.2021 (990)
15.06.2021 - 26.07.2021 (980)
27.07.2021 - 31.08.2021 (990)
01.09.2021 - 07.10.2021 (1000)
08.09.2021 - 07.11.2021 (1000)
08.11.2021 - 10.12.2021 (1000)
11.12.2021 - 24.01.2022 (990)
25.01.2022 - 04.03.2022 (1000)
05.03.2022 - 10.04.2022 (990)
11.04.2022 - 17.05.2022 (1000)
18.05.2022 - 23.06.2022 (980)
24.06.2022 - 31.07.2022 (990)
01.08.2022 - 13.09.2022 (990)
14.09.2022 - 21.10.2022 (990)
22.10.2022 - 29.11.2022 (1000)
30.11.2022 - 22.01.2023 (1000)
23.01.2023 - 02.03.2023 (990)
03.03.2023 - 21.04.2023 (1000)
22.04.2023 - 13.06.2023 (990)
14.06.2023 - 02.08.2023 (1000)
03.08.2023 - 21.09.2023 (1000)
22.09.2023 - 06.11.2023 (990)
07.11.2023 - 24.12.2023 (990)
25.12.2023 - 18.02.2024 (1000)
19.02.2024 - 05.04.2024 (990)
06.04.2024 - 25.05.2024 (1000)
26.05.2024 - 26.07.2024 (1000)
26.07.2024 - 25.08.2024 (990)
26.08.2024 - 28.09.2024 (980)
29.09.2024 - 01.11.2024 (1000)
02.11.2024 - 02.12.2024 (980)
03.12.2024 - 08.01.2025 (990)
09.01.2025 - 09.02.2025 (1000)
10.02.2025 - 20.03.2025 (1000)
21.03.2025 - 03.05.2025 (990)
04.05.2025 - ...
Статьи
Статьи: раздел 1 (1024)
Статьи: раздел 2 (1006)
Статьи: раздел 3 (1000)
Статьи: раздел 4 (1044)
Статьи: раздел 5 (1001)
Статьи: раздел 6 (1000)
Статьи: раздел 7 (1000)
Статьи: раздел 8 (1013)
Статьи: раздел 9 (1000)
Статьи: раздел 10 (1000)
Статьи: раздел 11 (329)
Статьи: раздел 12 (1000)
Статьи: раздел 13 (730)
Лента новостей

Более четкое понимание столкновений черных дыр

Будущее аванпостов на Луне и Марсе

Гигантская экзопланета скрытая в газопылевом диске

Земля родилась вместе с водой

Знакомимся с новейшим межзвездным гостем

ИИ может быть вашим помощником в онлайн-знакомствах

Колыбель жизни в Млечном Пути

Космические аппараты, оснащенные солнечным парусом

Открытие в стиле Индианы Джонса в Петре

Отслеживание молекул в межзвездной среде

Полеты черных дыр могут изменить орбиты экзопланет

Прямое доказательство рождения черной дыры

Путь от квантовой науки к квантовой технологии

Редкий объект в идеальной синхронизации с Нептуном

С чего начать строительство лунной базы

Самый большой кусок Марса продан

Смертельный танец сверхгорячего Юпитера

Спорадические порталы, появляющиеся в домах

Феноменальный Фолкеркский треугольник

Экзопланета движется по смертельной спирали

Как правильно рассчитать мощность и характеристики двигателя постоянного тока для оборудования

БАК может опровергнуть теорию струн

Вайнона Райдер в детстве видела НЛО

Десятки экзопланет могут оказаться крупнее

Мероприятие по вызову инопланетных кораблей

Найти океан на экзопланете было бы трудной задачей

НАСА выбирает приборы для лунного вездехода

Новый телескоп раскроет тайну происхождения жизни

Открыли новый вид человека

Путь к созданию протоклеток на Титане

Разгадали тепловую загадку Урана

Реальный криптонит с суперпотенциалом

Реальный способ получить снимки обитаемой экзопланеты

Самый большой кусок Марса на Земле

Секреты обратной стороны Луны

Сотрудники Зоны 51 были убиты невидимым врагом

Старейшая из когда-либо виденных комет

Темная материя может создавать темных карликов

Удивительная звездная система

Что известно о третьем в истории межзвездном объекте

Экзопланета заставляет свою звезду вспыхивать

Автоматизация и модернизация ИТ-инфраструктуры. Что можно передать скриптам уже сейчас

Где в бане можно применять силикатный рядовой кирпич без риска. Примеры узлов и решений

Ведущий канадский ученый опубликовал отчет об НЛО

Взрывные звезды образуются с помощью третьей звезды

Дайверы наткнулись на загадочный древний лик

Деревья выращивают камни внутри себя

Дрон снял странный НЛО в облаках Аргентины

Лечение псилоцибином продлевает жизнь клеток

Марс был более влажным, чем мы думали

Могут ли психоделические грибы повернуть время вспять

Обломки астероида осложнят усилия по отклонению астероидов

Поиск в облаках Венеры необъяснимых газов

Поиск первичных черных дыр

Приблизились к получению безграничной энергии

Происхождение египетских царей

Самые известные наблюдения НЛО в Канаде

Самый молодой базальтовый лунный метеорит

Солнечная загадка, которая ставила человечество в тупик

Тейя помогла подготовить почву для появления жизни

Управление публичными сообщениями о НЛО в Канаде

Уфологический фестиваль в Кексбурге

Череп единорога обнаружен близ Тинтагеля

Джо Роган проявляет большой интерес к НЛО

Житель Миссури шокирован странным НЛО

Исследователь обнаружил новую форму жизни

Канаде необходимо агентство для исследования НЛО

Лучшие фильмы и шоу об НЛО на Netflix

Любопытство к НЛО живо и процветает

Метеорит изменяет представление о Солнечной системе

Механизм, который приводит к образованию планет

Обнаружили аномалию вблизи пирамид

Пожар в Зоне 51 породил множество теорий о заговора

Президент Трамп может раскрыть правду об НЛО

Рапа-Нуи не так изолирован, как считалось ранее

Редкое облачное образование, похожее на НЛО

Рецензия на фильм об НЛО

Рождение солнечной системы, подобной нашей

Секреты ранней жизни на Земле

Старые фотографии раскрывают тайну планеты-изгоя

Столкнется ли астероид с Луной

Темные карлики намекают на природу темной материи

Уфолог умер во время гастролей с одержимой куклой

Большой пожар подбирается все ближе к Зоне 51

Где может начаться массовое вымирание

Житель городка в Неваде хранит секреты Зоны 51

Земля находится внутри огромной пустоты

Знаковом отчет Канады об НЛО

Известные сообщения о наблюдениях НЛО

Как добраться до экзопланеты у Проксимы Центавра

Канадский доклад рекомендует создать бюро по НЛО

Количество наблюдений НЛО увеличилось

Лесной пожар в районе Зоны 51 или что-то еще

Облака холодного водорода внутри пузырьков Ферми

Обнаружили следы человека возрастом 115 000 лет

Огромный пожар вспыхнул в Зоне 51

Очень странная комета залетела в нашу систему

Первичные черные дыры ускорили звездообразование

Пожар в кустарнике вспыхнул вблизи Зоны 51

Поиск внеземного разума с помощью высоких энергий

Посадка Аполлона-11 на Луну была инсценирована

Таинственный новый мир обнаружен в нашей системе

Уфологи спорят из-за секретных технологий

Внедорожники TANK. Китайский прорыв на автомобильном рынке

Мотоциклы. Какие бывают и чем отличаются

Пауки в доме. Когда стоит задуматься о профессиональной помощи

Уход за кожей с муцином улитки - зачем он нужен и кому подходит

Как выбрать сантехническое оборудование для дома. Ванны, душевые кабины и настенные смесители

Будущее за самовоспроизводящимися роботами

В Нью-Мексико есть проблема с инопланетянами

Встречи сына музыкальной иконы с НЛО

Действия министерства обороны США в отношении НЛО

Загадочный НЛО в Саратоке

Захватывающая правда о Битве за Лос-Анджелес

Квантовая батарея превзошла классическую

Колумбийская модель сделала лучшие снимки НЛО

НЛО в Техасе вызвал ажиотаж в интернете

Обнаружили 1600-летнюю гробницу майя

Огромный корабль пришельцев несется к Земле

Отечественная система управления роботами силой мысли

Пентагон будет игнорировать запросы от уфолога

Пентагон десятилетиями обманывал общественность

Подтвердили существование временных отражений

Правдивость легенды о Троянской войне

Трапециевидные гробницы старше египетских пирамид

Человек, предсказавший интернет в 1945-м

Я была одержима духом в тюрьме с привидениями

Я охотник за шпионами из ФБР

В первой половине года в США замечено 2000 НЛО

Волшебные грибы могут стать ключом к продлению жизни

Две ужасающие черные дыры сливаются в одну

Действительно ли Титаник был непотопляемым

Жуткая теория, стоящая за размытыми фото НЛО

Инопланетяне в небе Канады

Инопланетяне подают таинственный сигнал

Инопланетяне уже здесь

Канадский ученый опубликовал отчет об НЛО

Люди сдвинули Северный полюс на 3 фута

НЛО самая большая загадка Вселенной

НЛО, испускающий световой луч

Опубликована засекреченная запись НЛО

Пианино предупреждало о смерти члена семьи

Самый большой марсианский метеорит продается

Столкновение F-16 с НЛО вызвало слухи о инопланетянах

Странный красный объект упал с неба в Болгарии

Таинственные сгустки в недрах Земли

Тайный знак на каждой долларовой купюре

Ученый опубликовал доклад об НЛО

Был ли Марс обречен стать пустыней

Гидротермальные системы помогли зарождению жизни

Двойная детонация старой звезды

Еще один загадочный межзвездный объект

Загадочное столкновение военного самолета с НЛО

Исследования НЛО возраждаются в Канаде

История звезды кантри об НЛО

Межзвездная комета забрела к нам на задний двор

Наблюдения НЛО в окрестностях Торбея

Неужели НЛО врезался в F-16

Обнаружили экзопланету, похожую на суперземлю

Первая станция по исследованию НЛО в Оттаве

Почему на Марсе нет жизни

Рекордный рост числа наблюдений НЛО в США

Скрытые структуры в первых галактиках Вселенной

Тайна легендарного витрувианского человека Да Винчи

Хаос в Солнечной системе и углерод на Земле

Что если темная энергия уменьшится

Экзопланеты могут стать причиной собственной гибели

Экзопланеты с необычной орбитальной динамикой

Единая система учёта ставок в Казахстане. Причины внедрения

Невидимая угроза. Как аэрогазовый контроль предотвращает взрывы и отравления

Как выбрать подушку для здорового сна

Особенности международных грузоперевозок. Турция, ОАЭ и Китай — три разных подхода

Новый взгляд на премиум от HONGQI. Сочетание динамики, технологий и комфорта

Астрономы обнаружили третий межзвездный объект

Более 2000 случаев наблюдения НЛО в США

Главный рекламный объект фестиваля НЛО украли

Двери откроет новый музей ужасов

Добыча полезных ископаемых на Луне становится ближе

Маргинальные американцы скептически относятся к ИИ

Обнаружение сети гравитационных волн

Образ Несси привлекает тысячи посетителей

Подземный город может находиться под Сфинксом

Проведение исследований в области солнечной геоинженерии

Скорость вращения звезд для оценки их возраста

Создание космических местообитания

Странное существо в лесу Мазамитла

Наверх
Яндекс.Метрика