10 невероятных последствий развития квантовых технологий (10 фото). Квантовый мир фото
#фото дня | Частица или волна света?
Вы знаете, что свет ведет себя как частица и как волна, в зависимости от обстоятельств. Со времен Эйнштейна ученые пытались непосредственно наблюдать оба этих аспекта света одновременно. Ученым EPFL удалось сделать первый в мире снимок этого явления, известного как корпускулярно-волновой дуализм (изображение выше им не является).
Квантовая механика подсказывает нам, что свет может вести себя как частица или волна. Тем не менее ни один эксперимент за все время не смог уловить обе природы света одновременно; мы видели как частицу, так и волну, но в разное время. Радикально новый подход к эксперименту позволил ученым EPFL сделать первый в истории снимок, на котором свет показан в виде волны и частицы одновременно. Работа была опубликована в Nature Communications.
Когда ультрафиолетовый свет попадает на металлическую поверхность, он вызывает эмиссию электронов. Альберт Эйнштейн объяснил этот «фотоэлектрический» эффект, предположив, что свет — который тогда считался волной — также является потоком частиц. Команда ученых под руководством Фабрицио Карбоне из EPFL провела эксперимент хитро: используя электроны для съемки света. Эксперимент удался: на снимке был запечатлен свет в виде волны и потока частиц одновременно.
Тот самый снимок
Эксперимент проводился так: импульс лазерного света направлялся на крошечный металлический нанопровод. Лазер добавляет энергию заряженным частицам в нанопроводе, заставляя их вибрировать. Свет проходит через этот крошечный провод в двух возможных направлениях, подобно машинам на шоссе. Когда волны, которые движутся в противоположных направлениях, встречаются, они образуют новую волну, которая выглядит так, будто застыла на месте. Эта стоячая волна и стала источником свет для эксперимента, излучая вокруг нанопровода.
И здесь в эксперименте был скрыт трюк: ученые направили поток электронов близко к нанопроводу, используя их для снимка стоячей волны света. Когда электроны взаимодействовали с удерживаемым светом нанопровода, они либо ускорялись, либо замедлялись. Используя сверхбыстрый микроскоп для съемки позиции, в которой происходило это изменение скорости, команда Карбоне смогла визуализировать стоячую волну, которая стала своего рода отпечатком волновой природы света.
Хотя это явление демонстрирует волновую природу света, оно также демонстрирует и частицы в этом потоке. Когда электроны проходят близко к стоячей волне, они «попадают» в частицы света, фотоны. Как мы уже отметили, это влияет на их скорость, заставляя их двигаться быстрее или медленнее. Это изменение в скорости проявляется как обмен энергетическими «пакетами» (квантами) между электронами и фотонами. Само проявление этих энергетических пакетов демонстрирует, что свет ведет себя как частица.
«Этот эксперимент впервые показывает, что мы можем снимать квантовую механику — и ее парадоксальную природу — напрямую», —говорит Фабрицио Карбоне. Кроме того, важность этой новаторской работы выходит за рамки фундаментальной науки — к будущим технологиям. «Способность снимать и манипулировать квантовыми явлениями в наномасштабах открывает новый маршрут к квантовым вычислениям».
10 причин, по которым наша Вселенная является виртуальной реальностью
Физический реализм: Физический мир вокруг нас вполне реален. Однако принципы физического реализма по сей день ведут борьбу с фактами физики. Некоторые парадоксы до сих пор ставят физику в тупик.
Квантовый реализм: Квантовый мир реален и создает физический мир как виртуальную реальность. Это не Матрица, где другой мир, создавший наш мир, был физическим, и это не «мозг в колбе», поскольку виртуальность существовала до появления человечества. В физическом реализме квантовый мир невозможен, но в квантовом реализме физический мир вполне возможен, если он является виртуальной реальностью.
1. Начало нашей Вселенной
Физический реализм: Все слышали о теории Большого Взрыва, но если физическая вселенная существует, как это началось? В 1929 году Эдвин Хаббл обнаружил, что все галактики расширяются, что доказывает Большой Взрыв, произошедший в точке пространства-времени около 14 млрд. лет назад. Вселенная не могла образоваться сама по себе, из ничего. Тем не менее, как ни странно, большинство физиков верят в то, что вполне могла.
Квантовый реализм: Любая виртуальная реальность начинает свой отсчёт с первого события, затем подключается пространство и время. Большой Взрыв произошёл тогда, когда наша физическая вселенная «загрузилась», включив операционную систему пространства-времени.
2. Наша Вселенная обладает максимальной скоростью
Физический реализм: По Эйнштейну быстрее всего движется свет в вакууме, и это впоследствии стало универсальной константой, хотя и не ясно, почему. Когда свет проходит через воду или стекло, мы называем воду и стекло средой-проводником. А когда свет движется в вакууме? Может ли свет вообще передвигаться в пустом пространстве, не говоря уже об определении его максимально возможной скорости?
Квантовый реализм: Физический мир – это виртуальная реальность, то есть продукт переработки информации. Следовательно, наш мир обновляется с определённой скоростью. Процессор суперкомпьютера обновляется 10 квадриллионов раз в секунду, а наша вселенная обновляется в триллион раз быстрее.
3. Гибкость времени
Физический реализм: Согласно парадоксу близнецов Эйнштейна, один из близнецов, путешествующий на ракете почти со скоростью света, возвращается год спустя, и видит своего брата, который стал 80-летним стариком. Это кажется невозможным в объективной реальности, но время действительно замедляется при ускорении.
Квантовый реализм: Виртуальная реальность будет зависеть от виртуального времени. Кроме того, время в нашем мире замедляется со скоростью или же вблизи массивных тел, что свидетельствует о его виртуальности. Близнец провёл только физический год в ракете, а вот его виртуальное время действительно изменилось.
4. Искривления пространства
Физический реализм: Согласно теории относительности Эйнштейна, Солнце удерживает Землю на орбите, искривляя пространство вокруг него, но как пространство может искривляться само? Для того, чтобы искривиться, оно должно существовать в другом пространстве. Если материя существует в пустом пространстве, то в этой пустоте невозможно ничего переместить или искривить.
Квантовый реализм: Компьютер в состоянии «простоя» на самом деле не простаивает, а выполняет «пустую» программу. Наше пространство делает то же самое. В пустом пространстве идут процессы обработки с таким же эффектом. И пространство (как обрабатывающая и преобразующая сеть) может представлять собой трехмерную поверхность, способную искривляться.
5. Случайности действительно случаются
Физический реализм: В квантовой теории квантовый коллапс случаен, потому радиоактивный атом может испустить фотон по собственному усмотрению. Физика, увы, не объясняет случайное действие. Квантовая теория же считает, что физическое событие требует случайного «коллапса волновой функции», так что каждое физическое событие обладает элементом случайности!
Квантовый реализм: Процессор в онлайн-игре может генерировать случайное значение, и наш мир может делать то же самое. Квантовые события случайны для нас, поскольку они связаны с действиями «клиент-сервер», к которым у нас нет доступа. Квантовая случайность кажется бессмысленной, но он играет такую же роль в эволюции материи, как генетическая случайность – в биологической эволюции.
6. Существование антиматерии
Физический реализм: Антиматерия – это субатомные частицы, соответствующие электронам, протонам и нейтронам обычной материи, но с противоположным зарядом и иными свойствами. В нашей Вселенной, отрицательные электроны вращаются вокруг положительных ядер атомов. В антиматериальной Вселенной положительные электроны вращаются вокруг отрицательных ядер. Материя и антиматерия при контакте уничтожают друг друга. Так и неизвестно, почему нечто, уничтожающее материю, вообще возможно.
Квантовый реализм: Если материя является результатом процесса обработки, это значит, что может быть и обратный процесс – анти-обработка. Антиматерия – это неизбежный побочный продукт материи. У материи есть обратное явление, потому что обработка является обратимым процессом, и анти-время, кстати, возникает по той же причине. Только виртуальное время может иметь обратную функцию.
7. Эксперимент с двойной щелью
Физический реализм: Более 200 лет назад Томас Юнг провёл эксперимент, который до сих пор ставит в тупик физиков. Он пропускал свет через две параллельные щели, чтобы получить интерференционную картину на экране. Только волны могли это сделать, поэтому легкая частица (фотон) должна быть волной. Однако свет также попадает на экран, что могло бы произойти, только если фотон был бы частицей.
Квантовый реализм: «Фотоновая программа» может распространяться в сети как волна, а затем перезапускаться в тот момент, когда узел перегружен, превращаясь в частицу. То, что мы называем физической реальностью, является действиями перезагрузки, что объясняет и квантовые волны, и квантовый коллапс.
8. Темная энергия и темная материя
Физический реализм: Во Вселенной существует темная материя, она выглядит как ореол вокруг черной дыры. Это не материя, не антиматерия, и не черная дыра, но без неё звезды нашей галактики хаотически бы разлетелись. Кроме того, 70% Вселенной – это темная энергия, и физика не может её объяснить. Темная энергия является своего рода отрицательной гравитацией, которая отталкивает объекты друг от друга, тем самым увеличивая расширение Вселенной.
Квантовый реализм: Если пустое пространство расширяется с постоянной скоростью (поглощает, но не выделяет), то темная энергия будет генерироваться и дальше. Так же объясняется темная материя вокруг чёрной дыры в виде ореола, поскольку свет притягивается чёрной дырой и не может покинуть её орбиту.
9. Туннелирование электронов
Физический реализм: В нашем мире электрон может внезапно выскочить за пределы гауссова поля, в которое он теоретически не может проникнуть. В чисто физическом мире это невозможно, но в нашем мире – вполне реально.
Квантовый реализм: Квантовая теория требует от электрона периодически «выскакивать», потому что квантовая волна может распространяться независимо от физических барьеров. Это кажется странным, но телепортации из одного состояния в другое – это и есть движение квантовой материи. Это делает квантовый мир реальным, а мир физический всего лишь его производной.
10. Квантовая запутанность
Физический реализм: Если атом цезия испускает два фотона в противоположных направлениях, то квантовая теория «запутывает» их, так что, если один крутится вверх, другой будет вращаться вниз. Но если один движется вверх, как второй знает, что ему нужно двигаться вниз?
Квантовый реализм: Два фотона находятся в запутанном состоянии, когда их программы сливаются для достижения двух точек. В одном случае спиральность движения вверх (положительная), в другом случае – вниз (отрицательная). Квантовая запутанность применима не только к фотонам, но и к другим частицам.
Текст: Flytothesky.ru
Поделитесь постом с друзьями!
flytothesky.ru
10 невероятных последствий развития квантовых технологий (10 фото)
В научном сообществе образовался консенсус, что первый полностью функциональный квантовый компьютер будет готов приблизительно через десять лет — и это событие такого масштаба, что многие эксперты призывают считать годы, оставшиеся до «квантума».
Большинство людей, хотя бы немного знакомых с основными идеями квантовой механики, считают эту область несколько «странноватой», поскольку она иногда озадачивает даже опытных квантовых физиков. В голове появляются картинки людей, ходящих по стенам, путешествующих во времени и общей неопределенности, которая грозит искоренить наши самые привычные представления об истине и реальности. Стандартные измерения становятся бессмысленными.
Учитывая невероятный потенциал квантовых технологий, будет нелишним заявить, что те, кто овладеет этой технологий в будущем, будут иметь существенное преимущество перед теми, кто не овладеет — и касается это политики, финансов, безопасности и многих других сфер. Компании вроде Amazon, Microsoft и Intel с нетерпением ждут внедрения квантовой криптографии, поскольку опасаются, что хакеры постараются добраться до квантовых возможностей и обрушить системы безопасности этих компаний.
И раз уж мы можем сказать, что квантовые вычисления в скором времени точно появятся, нужно понять, что это означает для будущего и какие невероятные новые (и иногда пугающие) возможности принесут квантовые технологии.
Перед вами десять невероятных последствий внедрения квантовых технологий.
Экспоненциальное увеличение вычислительной скорости
Для начала небольшое короткое вступление: компьютер, на котором вы читаете это, работает на тех же базовых технологиях, которые используются практически в каждом компьютере мира. Это конечный двоичный мир, в котором информация закодирована в битах — единицах и нулях — которые могут существовать только в двух состояниях (вкл и выкл). Квантовые вычисления, напротив, используют «кубиты», которые могут существовать в практически бесчисленных состояниях одновременно. (Грубо говоря, n кубитов может существовать в 2n разных состояниях одновременно).
Если скормить обычному компьютеру последовательность из тридцати 0 и 1, будет примерно миллиард возможных значений этой последовательности, и компьютер, использующий обычные биты, должен проходить каждую комбинацию по отдельности, требуя много времени и памяти. С другой стороны, квантовый компьютер мог бы «видеть» все миллиарды последовательностей одновременно, что существенно сокращало бы временные и вычислительные затраты.
По сути, квантовые компьютеры будут способны производить расчеты за секунды, на которые у обычных компьютеров уходили бы тысячи лет.
Поиск новых эффективных препаратов
Благодаря неизбежному росту вычислительной мощности, предсказанной законом Мура, появилось доступное секвенирование ДНК. Но теперь мы вот-вот вступим в эпоху медицины, построенной на квантовых вычислениях.
В то время как на рынке уже и без того много хороших лекарств, скорость с которой они производятся, а также их эффективность, на диво ограничены. Даже с новейшим приростом скорости и точности, они весьма незначительны из-за ограничений стандартных компьютеров.
С организмом, столь сложным, как человеческое тело, существует бесчисленное множество способов, которыми лекарство может реагировать на окружающую среду. Добавьте к этому безграничность генетического разнообразия на молекулярном уровне, и потенциальные исходы для неспецифических лекарственных препаратов резко начинают достигать миллиардных чисел.
И только у квантовых компьютеров будет возможность изучить каждый возможный сценарий взаимодействия с препаратом и представить не только наилучший возможный план действий, но также шансы человека на успешный прием конкретного препарата — за счет комбинации более точного и ускоренного секвенирования ДНК и более точного понимания фолдинга белка.
Эти же самые нововведения, особенно в отношении фолдинга белков, также неизбежно приведут к лучшему пониманию того, как функционирует жизнь в целом, что впоследствии приведет к гораздо более точной трактовке, улучшению препаратов и улучшению результатов.
Безграничная безопасность
Помимо квантовых скачков в медицине, квантовые технологии также дают возможность создать практически невзламываемые методы кибербезопасности и сверхбезопасный обмен данными на длинных расстояниях.
В мире квантовых странностей существует явление под названием «квантовая запутанность», в которой две или более частиц соединяются загадочным образом, независимо от среды, которая существует между ними, и без какой-либо опознаваемой сигнализации. Это то, что Эйнштейн называл «жутким действием на расстоянии». И поскольку нет определенной среды, в которой связываются эти две частицы, сигналы, закодированные с использованием запутанных частиц, невозможно будет перехватить. Наука, необходимая для этой технологии, пока развита недостаточно. Однако продвижение в этом направлении окажет огромное влияние на частную и национальную безопасность.
Резко увеличившаяся вычислительная скорость также будет способствовать развитию кибербезопасности, поскольку экспоненциально большая вычислительная мощность квантовых компьютеров позволит им противостоять даже самым изощренным методам взлома, и это при помощи квантового шифрования.
«Квантовые вычисления безусловно будут применяться везде, где мы используем машинное обучение, облачные вычисления, анализ данных», говорит Кевин Карран, исследователь кибербезопасности в Университете Ольстера. «В области безопасности это означает обнаружение проникновения, поиск паттернов в данных и более сложные формы параллельного вычисления».
Квантовые компьютеры смогут предугадывать «шаги» хакеров в миллионах или миллиардах возможных итерациях.
Безграничный взлом
Конечно, с большой силой появляется и большая ответственность, и так же квантовая мощь, которая позволит осуществлять квантовое шифрование, также позволит хакерами беспроблемно взламывать самые сложные методы безопасности, которые обеспечиваются относительно примитивными машинами.
Сегодня самые сложные криптографические методы, как правило, основаны на чрезвычайно сложных математических задачах. И хотя этих препятствий достаточно, чтобы сдержать большинство бинарных суперкомпьютеров, квантовый компьютер сможет легко их обойти. Способность квантового компьютера находить закономерности в гигантских наборах данных с огромной скоростью позволит ему рассчитывать огромные числа, в то время как обычные компьютеры будут перебирать их по одному за раз. С кубитами и квантовой суперпозицией все возможные варианты будут проверяться одновременно.
Потребовалось почти два года, чтобы сотни компьютеров, работающие одновременно, смогли разблокировать один пример алгоритма RSA-768 (который имел два основных фактора и требовал ключ длиной семьсот шестьдесят восемь битов. Квантовый компьютер справится с этой задачей за секунду.
Точные атомные часы и обнаружение объектов
Атомные часы используются не только для ежедневного отсчета времени. Они являются важным компонентом большинства современных технологий, включая GPS-системы и коммуникационные технологии.
Обычно атомные часы не требуют тонкой настройки. Самые точные атомные часы работают, используя колебания микроволн, испускаемых электронами при изменении уровней энергии. А атомы, используемые в часах, почти охлаждаются для абсолютного нуля, что обеспечивает длительное время микроволнового зондирования и большую точность.
Новейшие атомные часы будут использовать современные квантовые технологии и в скором времени станут настолько точными, что их будут использовать как сверхточные детекторы объектов — они смогут чувствовать мельчайшие изменения в гравитации, магнитных полях, электрических полях, движении, силе, температуре и других явлениях, которые в природе колеблются в присутствии вещества. Эти изменения будут отражаться в изменениях времени. (Не забывайте, что время, пространство, вещество связаны между собой).
Это точно настроенное обнаружение поможет в идентификации и удалении подземных объектов, отслеживании подводных лодок намного ниже поверхности океана и даже сделает навигацию и автоматическое вождение гораздо более точными, поскольку программное обеспечение сможет лучше различать автомобили и другие объекты.
Финансовые рынки
В переплетенном мире финансов, скорость имеет первостепенное значение. И удивительно большое количество проблем, с которыми сталкивается финансовая отрасль (многие из которых связаны с нехваткой вычислительной скорости), остаются неразрешенными. Даже самые мощные обычные компьютеры, использующие 0 и 1, не могут хотя бы примерно спрогнозировать будущие финансовые и экономические события, не говоря уж о том, чтобы решить сложнейшие проблемы, связанные с ценообразованием опционов на быстро меняющемся рынке.
Например, многие опционы требуют сложных производных, зависящих от различных факторов, что означает, что выплата опциона в конечном счете определяется путем изменения цены базового актива. Попытка отобразить и предусмотреть все возможных «пути» опциона слишком сложна для современных машин. Однако, учитывая свою скорость и маневренность, квантовые компьютеры теоретически могли бы идентифицировать неверный ценовой вариант опциона на акции и использовать его для выгоды своего владельца до того, как рынок предпримет какие-либо значимые действия.
Такого рода мощь могла бы, конечно, нанести ущерб рынку и сильно поднять положение небольших фирм, владеющих и управляющих суперкомпьютером — за счет отдельных трейдеров и фирм, неспособных приобрести такие технологии.
Картирование человеческого разума
При всех удивительных достижениях, которые имели место в области нейронауки и сознания за последние несколько десятилетий, ученые до сих пор знают удивительно мало о том, как работает сознание. Но мы, впрочем, знаем, что мозг человека — одна из самых сложных вещей в известной вселенной, и чтобы понять его полностью, необходима вычислительная сила нового типа.
Человеческий мозг состоит из 86 миллиардов нейронов — клеток, которые передают небольшие биты информации за счет активации быстрых электрических зарядов. И хотя электрическая часть работы мозга понятна довольно хорошо, само сознание остается загадкой. «Задача в том», говорит нейробиолог Рафаэль Юсте из Колумбийского университета, «чтобы определить, как физическая подложка клеток, связанных внутри этого органа, относится к нашему умственному миру, нашим мыслям, памяти, ощущениям».
И в попытке понять сознание нейрофизиологи в значительной степени полагались на аналогию с компьютером, поскольку мозг превращает сенсорные данные и вводы в относительно предсказуемые результаты. И что может быть лучше для понимания работы компьютера, чем сам компьютер?
Доктор Кен Хэйворт, невролог, который картирует мышиный мозг, считает, что составление визуализации полного мозга мухи займет примерно один-два года. Но та же идея сопоставления всего человеческого мозга будет просто невыполнима без квантовых вычислений.
Поиск далеких планет
Никого не удивит, что квантовое вычисление будет широко использоваться в освоении космоса, что часто требует анализа огромных наборов данных. Используя квантовые процессоры, охлажденные до 20 милликельвинов (близко к абсолютному нулю), инженеры NASA планируют использовать квантовые компьютеры для разрешения сложнейших задач оптимизации, связанных с миллиардами данных.
Например, ученые NASA смогут использовать крошечные колебания в квантовых волнах, чтобы обнаружить мелкие, едва уловимые перепады тепла в невидимых для нас звездах и, возможно, даже черных дыр.
NASA уже использует общие принципы квантовых вычислений для разработки безопасных и эффективных методов космических путешествий — особенно когда дело доходит до отправки роботов в космос. NASA планирует посылать роботизированные миссии в космос примерно за десять лет, и среди его задач стоит использование квантовой оптимизации для создания сверхточных инструментов прогнозирования того, что может случиться за время миссии — чтобы предупредить любой возможный исход и создать план действий на каждый случай.
Более тщательное и точное планирование роботизированных миссий также приведет к более эффективному использованию батарей, которые выступают одним из основных ограничивающих факторов, когда дело доходит до роботизированных космических миссий.
Генетика
Завершение проекта генома человека в 2003 году привело к появлению новой эпохи в медицине. Благодаря глубокому пониманию генома человека, мы можем адаптировать сложные процедуры специально под конкретные потребности человека.
Несмотря на то, сколько мы уже знаем о тонкостях человеческой ДНК, мы до сих пор поразительно мало знаем о белках, которые кодирует ДНК.
Добавим квантовые расчеты, которые в теории позволят нам составлять «карту белков» так же, как мы собираем карту генов. По сути, квантовые расчеты также позволят нам моделировать сложные молекулярные взаимодействия на атомном уровне, что станет бесценным, если говорить о разработке новых методов медицинских исследований и фармацевтики. Мы могли бы смоделировать 20 000 белков и их взаимодействие с мириадами новых разных препаратов (даже тех, что еще не изобретены) с безукоризненной точностью. Анализ этих взаимодействий, опять же при помощи квантовых вычислений и продвинутых алгоритмов оптимизации, приведет нас к созданию новых методов лечения пока неизлечимых заболеваний.
Скорость квантового вычислений также позволит нам анализировать «квантовые точки» — крошечные полупроводниковые нанокристаллы размером в несколько нанометров, которые сейчас используются на передовой для лечения и обнаружения рака. Также квантовые компьютеры могли бы обнаруживать мутации в ДНК, которые пока кажутся совершенно случайными, и их связь с квантовыми флуктуациями.
Материаловедение и инженерия
Стоит ли говорить, что квантовые вычисления уже привели к массивным последствиям для материаловедения и инженерии, учитывая то, что квантовые расчеты лучше всего подходят для открытий на атомном уровне.
Сила квантовых вычислений позволит использовать все более сложные модели, которые будут отображать, как молекулы собираются и кристаллизуются с образованием новых материалов. Такие открытия, ведущие к созданию новых материалов, впоследствии приведут к созданию новых структур, имеющих последствия в сферах энергетики, борьбы с загрязнением и фармацевтических препаратов.
«Когда инженер строит дамбу или аэроплан, эта структура сперва проектируется при помощи компьютеров. Это чрезвычайно сложно проделать на молекулярном или атомарном масштабе», объясняет Грэм Дэй, профессор химического моделирования в Университете Саутгемптона. «Очень сложно проектировать на атомных масштабах с нуля и уровень неудачи в процессе обнаружения новых материалов очень высок. По мере того, как физики и химики пытаются открыть новые материалы, они часто чувствуют себя в роли путешественников без надежной карты».
Квантовые вычисления смогут обеспечить весьма «надежную карту», позволив ученым имитировать и анализировать атомные взаимодействия с невероятной точностью, что в свою очередь приведет к созданию совершенно новых и более эффективных материалов — без проб и ошибок, неизбежно возникающих при попытке построить новые материалы в более широком масштабе. Это означает, что мы сможем найти и создать лучшие сверхпроводники, более мощные магниты, лучшие источники энергии и многое другое.
Другие статьи:
nlo-mir.ru
Квантовые симуляторы: как ученые создают искусственные миры
08:0019.09.2017
(обновлено: 09:53 19.09.2017)
6348223
МОСКВА, 19 сен — РИА Новости. Представьте, что вы хотите рассмотреть быструю, но хрупкую бабочку. Пока она порхает, детально изучить ее довольно трудно, поэтому нужно взять ее в руки. Но как только она оказалась в ваших ладонях, крылышки смялись и потеряли цвет. Просто бабочка слишком уязвима, и любое ваше воздействие изменяет ее вид.
Физики впервые применили квантовый компьютер для эмуляции мира частицА теперь вообразите бабочку, которая меняет внешний вид от одного вашего взгляда. Именно так ведут себя одиночные электроны в твердом теле. Стоит ученым "посмотреть" на электрон, и его состояние уже отличается от оригинального. Этот факт значительно усложняет изучение физики твердого тела — области науки, которая описывает свойства твердых тел (всех веществ, имеющих кристаллическую решетку) с точки зрения их атомного строения. Создание компьютеров, телефонов и многих других устройств, без которых мы не представляем себе жизнь, является заслугой этого раздела науки. Если электроны невозможно "увидеть", надо их заменить на что–то более крупное, решили ученые. Кандидаты на место электронов должны сохранять их свойства таким образом, чтобы уравнения, описывающие процессы в твердом теле, оставались неизменными. На эту роль подошли атомы при сверхнизких температурах. В физическом мире температура является аналогом энергии: чем она ниже, тем неподвижнее становится объект. При комнатной температуре атом кислорода в воздухе движется со скоростью несколько сотен метров в секунду, но чем ниже температура, тем меньше его скорость. Минимальной в нашем мире считается температура ноль градусов Кельвина, или минус 273,15 °C.
Сравнение поведения атомов в твердом теле при комнатной температуре и атомов при сверхнизких температурах
Ультрахолодные атомы охлаждены до микрокельвина и даже менее, где скорость движения составляет лишь несколько сантиметров в секунду.
Из таких атомов и оптической решетки ученые создали искусственный кристалл, аналогичный по строению природным твердым телам. Сама оптическая решетка, которая берет на себя роль атомарной решетки твердого тела, создается с помощью лазеров, чьи лучи пересекаются под заданными углами. Управляя положением лазеров и их мощностью, можно непрерывно менять геометрию решетки, а путем наложения дополнительного поля переключить взаимодействие между "электронами" с отталкивающего на притягивающее.
Так художник представляет себе искусственную кристаллическую решетку
Но для проведения экспериментов необходимо управлять движением электронов. Они поддаются воздействию электрического и магнитного полей, так как имеют заряд. Атомы же, замещающие электроны в искусственном кристалле, нейтральны, поэтому необходимо было придумать замену управляющей ими силы. Электрическое поле успешно заменила гравитация, которая отвечает за прямолинейное движение электрона. Однако электроны в магнитном поле закручиваются, их траекторию можно описать как спиралевидную. Поэтому исследователи создали синтетическое магнитное поле, оказывающее на движущиеся атомы такое же действие, как и настоящее магнитное поле, что является главным условием для изучения фундаментальных законов.
Схема движения электронов в электромагнитном поле
Таким образом физики получили возможность изучать свойства любых твердых тел (металлов, полупроводников, диэлектриков), экспериментировать с ними и изменять по собственному желанию. Получается, что учеными создан некий "конструктор", — система, симулирующая свойства квантового мира электронов, но, в отличие от него, легко доступная для исследований.
Физики ЦЕРНа впервые "увидели" распад бозона Хиггса на фермионыИз "квантового конструктора" можно собрать и другие системы, включая такие, каких в природе не существует. Например, все элементарные частицы делятся на бозоны и фермионы. Бозоны имеют целое спиновое число, а фермионы — полуцелое. Используя изотопы атомов, можно превратить электроны в рассмотренном выше искусственном твердом теле из фермионов в бозоны. "Помимо задач физики твердого тела, квантовые конструкторы на основе холодных атомов можно использовать и для решения задач из других областей, например физики элементарных частиц, — поясняет главный научный сотрудник лаборатории теории нелинейных процессов Института физики СО РАН и профессор кафедры Теоретической физики Сибирского Федерального Университета, доктор физико-математических наук Андрей Коловский. — Взаимодействие между элементарными частицами осуществляется через так называемые калибровочные поля. Знакомое нам со школы электромагнитное поле, ответственное за взаимодействие между зарядами, является частным случаем калибровочных полей. В принципе, можно смоделировать и другие поля, помимо электромагнитного, и такие исследования уже проводятся. Еще одно направление — астрофизика, где ученые, используя холодные атомы, моделируют термодинамику черных дыр".
Из таких конструкторов можно также собирать и квантовые компьютеры, с помощью которых удобно изучать телепортацию квантовых частиц. А еще заглянуть в далекое будущее, на 20-40 миллиардов лет вперед, ведь Вселенная постоянно расширяется и, согласно законам термодинамики, ее температура плавно падает. Со временем она охладится до нанокельвинов, а благодаря квантовым симуляторам мы сможем наблюдать ее состояние прямо сейчас.
ria.ru
C объективом в квантовый мир: Снимки волновой функции
Фотоионизационная микроскопия позволила выполнить первые непосредственные наблюдения орбитальной структуры атома водорода, «поймав в кадр» волновую функцию его электрона.
Результаты наблюдений атомов водорода, находящихся в четырех различных штарковских состояниях.
Изображения, полученные с помощью резонансной (В) и нерезонансной (А, С) ионизации.
Несмотря на то что физики могут теоретически предсказать форму волновой функции, описывающей вероятность нахождения частицы в той или иной области пространства, экспериментальное подтверждение таких расчетов — непростая задача. Законы квантовой механики не позволяют измерить параметры частицы, не вызвав коллапс волновой функции, поэтому общую картину приходится реконструировать на основе множества измерений, выполненных для одинаково подготовленных атомов или молекул.
Новые эксперименты международной группы физиков позволили отобразить волновую функцию электрона атома водорода при помощи метода фотоионизационной микроскопии, предложенного около 30 лет назад, но реализованного на практике только сейчас. Атомы водорода, помещенные в сильное электрическое поле, возбуждались при помощи лазерных импульсов. «Сбежавшие» электроны попадали на МКП-детектор, и интерференционная картина, создаваемая множеством таких столкновений, отражала узловую структуру волновой функции. Использование электростатической линзы, увеличившей изображение, сделало возможным получить «квантовый портрет» атома. Проводились эксперименты как с резонансной ионизацией, в результате которой атом достигал ридберговского состояния, так и с нерезонансной ионизацией.
В настоящее время ведутся аналогичные исследования атомов гелия, пара электронов которого может продемонстрировать весьма интересные взаимодействия.
По материалам ScienceNOW, IOP
www.popmech.ru
Квантовый переход (6 фото)
Биофизик Валентина Миронова утверждает, что в конце 2012 года Апокалипсис, о котором говорилось в календаре майя, все-таки произошел, однако основная масса людей его даже не заметила. Вот уже три с лишним года наша планета живет в ином измерении, в котором совсем другие физические законы, однако внешне новый наш мир мало отличается от прежнего. Пока мало отличается, но эти изменения с каждым годом нарастают, как снежный ком…
Как Квантовый переход проявился в строении Материи
Первыми этот переход еще в начале 2013 года заметили ученые ядерщики, работающие с частицей атома водорода – протоном. Сначала этот протон стал пульсировать, что можно было принять за ошибку из-за влияния других частиц. Но при этом почему-то изменились его основные характеристики, то есть масса, диаметр, скорость вращения и так далее. Подумаешь протон, может сказать обыватель, однако не все так просто. Дело в том, что за протоном двинулись и остальные частицы, а из водорода, как мы знаем, состоит вся органика, которая буквально «поехала» после 2013 года, изменив плотность Материи. А в результате этого перестали работать прежние физические законы.
Многие ведущие мировые Институты атомной физики несколько раз проверили и перепроверили новые величины атома водорода. То, что с ним происходит, просто невозможно в нашем трехмерном измерении, пришли к выводу ученые. Получается, что мы уже живем в другом измерении, то есть в конце 2012 года произошел Квантовый переход, и мы стали жить как бы на другой планете, на которой совсем иные физические законы.
Как Квантовый переход проявился в астрофизике
Этому есть и другие подтверждения. Например, немецкий орбитальный телескоп Шпицер, превосходящий во много раз знаменитого Хаббла, вдруг обнаружил ультракрасное и ультрафиолетовое излучение Земли. Получается, что электромагнитная шкала, знакомая нам еще со школьных учебников по физике, ограниченная инфракрасным и инфрафеолетовым излучением, вдруг увеличилась на шесть октав — по три октавы с обеих сторон.
Черная дыра в центре нашей Галактики, в которую якобы двигалась Солнечная система (помните, как нас пугали этим астрономы всех мастей), вдруг исчезла. Ученые предполагают, что мы прошли ее, и дверь за нами закрылась. Вместо черной дыры теперь появился другой объект, который в 2014 году получил название Магнитара. Эта странная Звезда разбрызгивает вокруг себя некую разумную субстанцию, которую ученые условно назвали жидким магнитным полем.
Ученые, усиленно заговорившие обо всех этих изменениях в 2013 году, уже вскоре испугались происходящего, и все данные засекретили. Достаточно вспомнить знаменитый сайт «Мембрана», где публиковались самые свежие научные открытия. Куда делся этот электронный журнал?..
Сегодня передовые исследователи этого Квантового перехода говорят, что мы оказались на первом этаже Тонкого плана, практически «на том свете», с чем можно и поздравить человечество!
Как Квантовый переход проявился в самом человеке
Нейрофизиологи еще десять лет назад открыли в Гипокампе (участке мозга, отвечающем за жизнь человека на Тонком плане) Синее пятно, назначение которого никто не то, чтобы не мог, даже не пытался определить, поскольку сам мозг человека остается пока для ученых черным ящиком. И вот в 2014 это Синее пятно засветилось, причем сразу у всех людей на Земле (ученые выборочно проверили уже несколько десятков тысяч человек). И этот Синий цвет пульсирует в одном ритме с Магнитаром – в ритме вальса Вселенной.
В связи с этим стали проявляться новые свойства человека. Первое изменение – Синий нимб над головой вместо Золотого, который был присущ просветленным личностям старого мира. Синий нимб присущ сегодня каждому человеку, и чтобы его увидеть над головой, достаточно лишь чуть прищуриться. Правда, это поле, говорят исследователи, еще мягкое и нежное, только формирующееся. Оно как паутинка, еле заметное, однако попробуй порвать его – крепче любых стальных нитей.
Второе изменение – Новое зрение. До Квантового перехода в глазу человека находилось так называемой слепое пятно, которое закрывало три четверти сферического восприятия действительности. Практически мозг создавал иллюзию того, что мы видим практически все. Правда, в трехмерном измерении этого было вполне достаточно. Однако на «том свете» такого зрения мало, и вот это слепое пятно стало растворяться в глазу человека, то есть нам постепенно открывается многомерное видение.
Можно перечислить и другие изменения, например касающиеся вилочной железы Тимуса, которая отвечает за материализацию наших мыслей (поэтому бойтесь своих плохих мыслей, вскоре они будут исполняться практически мгновенно). Уже вскоре человек будет обладать такими удивительными качествами, как стирание из памяти всего ненужного (псевдозабывчивость), яснознание, то есть получение знаний напрямую из Вселенского первоисточника (потребность в школе отпадет), самоизлечение (потребность в лекарях – тоже) и многое другое. И это только первый этап удивительных преобразований в человеке, уже живущем в Новом мире.
Квантовый переход как Апокалипсис
Исследователи утверждают, что мир людей фактически разделился на два лагеря после Квантового перехода. С одной стороны оказались те, кто выбрал путь духовной эволюции, а с другой – те, кто остался приверженцем пути материалистического совершенствования через страдания. Мы никогда не заметим разницы между этими мирами, но постепенно они будут отдаляться, поэтому сегодня у каждого жителя есть возможность переосмыслить свое отношение – практически ко всему, и благодаря этому изменить свой выбор. Пока такая возможность есть, говорят исследователи. Но завтра ее уже может и не быть…
Как добавляют просветленные, если Квантовый переход вам кажется сказкой, бредом сивой кобылы, вам можно только посочувствовать. Однако и у вас еще есть тот шанс, о котором говорилось выше…
Другие статьи:
nlo-mir.ru
Глава 6. Квантовое построение - .: Хроники ментальных путешествий :.
В: Как именно создаются атомы из цифровой пыли?
О: Допустим, для создания некого атома нужно 10 электронов и 10 протонов. Каждая цифровая пылинка, не обременнная ролью в уже существующей системе (атоме), может стать этим электроном или протоном. Дело в том, что эта цифровая пыль, каждая из её частиц, обладают возможностью быть любым из этих элементов. Она просто должна себя осознать как протон или электрон и зафиксировать это состояние на какое-то время. Именно поэтому, когда мы смотрим на атомы материи, мы никогда не видим физических частиц, потому как они постоянно находятся в разных информационных состояниях, многие входят в нашу реальность из физического вакуума и выходят обратно в непроявленное для нас состояние. То есть любой физический предмет может обладать устойчивой кристаллической решеткой, но атомы в узловых точках этой решетки могут меняться, они не статичны. То есть некая несущая структура для всей группы квантов, на которую они настраиваются по своему выбору и находятся в ней ровно столько, сколько посчитают нужным. Этот процесс можно сравнить с реинкарнаицией, где каждый квант примеряет на себя ту или иную роль, работу в группе, функцию в системе, инкарнируясь в неё и выходя опять точно также, как это делают люди на земле.
Эволюционный процесс создания атома выглядит примерно так: кванты начинают играть определенные роли, создавать маленькие конгломераты, и когда N-ное количество электронов создает некую устойчивую систему, они могут зафиксировать это состояние и образовать атом. Это также сравнимо с собиранием Кубика Рубика, где, когда КР будет собран, у этой устойчивой системы будет 3 решения:
1. либо система продолжает свою эволюцию, переходит на новый уровень и начинает создавать конгломераты с другими Кубика Рубика, объединяясь в более сложные системы – молекулы. Легкие атомы водорода, например2. либо она начинает наращивать количество электронов внутри себя, что приводит её к более сложным состояниям, которые, в свою очередь, ведут к созданию более сложных молекул. Например, тяжелых металлов.3. либо она распадается на части, чтобы потом собраться снова.
Если система принимает решение #3, т.е. разобраться на части, то все потенциалы становятся для неё открытыми - каждый квант остается свободен и может продолжать попытки игры в иных состояниях по своему выбору. Если система принимает решение стать некой частицей – атомом, то это уже совершенно другая игра, подразумевающая ответственность, возможность проявить себя в группе, и по-сути зачатки разума, т.к. уже целая система начинает анализировать себя, свое состояние, накопленный общими усилиями опыт и результаты внутренних взаимодействий, которые потом могут быть экстраполированы на внешние, т.е. физические, проявленные объекты.
Через призму такого анализа система может не только становиться более сложной, но и транслировать свое состояние соседним квантам, которые могут принять её устойчивый шаблон и создать идентичную систему, объединившись в конгломерат более высокого уровня сложности. Иными словами, каждый квант или система квантов (атом) излучает информацию о своем состоянии через собственное морфогенетическое поле, что позволяет другим квантам и системам эту информацию считать и попробовать это состояние на себе. Это примерно сравнимо с тем, как мы пишем видео игры и потом распространяем их копии среди друзей, чтобы играть в целых сетях.
Возникает некий Фейсбук квантовой реальности, подразумевающий, что каждый атом постоянно посылает в пространство вокруг себя информацию о своем состоянии (селфи), делясь ею с другими. При этом, каждый может считать эту информацию и попробовать её на себе. Причем попробовать можно абсолютно любой вариант. Этому нравится кружиться вокруг своей оси, хорошо, я тоже попробую, но сам. Этому нравится пульсировать, третьему нравится вибрировать и т.д., и каждый может нарисовать либо свой собственный селфи либо кружиться в группах по интересам.
Таким образом, когда кванты начинают организовываться в группы и создавать кристаллические решетки, этих решеток может появиться очень много и очень быстро, особенно если на них направлено сознание внешнего наблюдателя, несущее готовые матрицы. Этот процесс сравним с собиранием целых миров из конструктора Лего, если наблюдатель обладает на то достаточным опытом. При этом, как внутренние намерения квантов на микро уровне влияют на образование систем, так и внешнее намерение макро наблюдателя. Все взаимосвязано.
В: то есть квантовое поле или суп - это по сути зачатки игры, в которых могут развиться абсолютно новые виды сознания?
О: да, конечно. Квантовый суп - это первая степень зачатия разума в микро мире. Им не нужен наблюдатель, т.к. их задача просто играть и проблем они много не принесут, охват не тот. На уровне микро миров, при отсутствии опытного архитектора макро уровня, кванты все равно могут эволюционировать автономно в более сложные структуры реальности, такие как физические объекты и даже сознание человека (вспомним золотую пыльцу). Делается это достаточно просто: собирается первый кубик Рубика – атом. То есть система фиксируется, она в собранном состоянии, она рабочая. Далее происходит переход на более сложный уровень – молекулу, объединяясь с себе подобными системами. Соответственно, если внутри молекулы атомы собраны достаточно стабильно, можно считать молекулу собранным КР, состоящим из других КР. Далее молекулы начинают создавать клетки, которые являются иным типом КР более сложной конфигурации. Клетки создают органы, органы создают тела. При этом, тела эти не обязательно должны обладать физическим аспектом, как то формы и размеры. По желанию всей системы она может уплотняться или разуплотняться, перетекая из одного информационного состояния в другое.
Конечно же, собраться вот так – «с нуля», без присутствия внешнего наблюдателя, несущего общую программу (схему), на которой будет основано взаимодействие квантов, допустим, внутри тела человека, они будут эволюционировать достаточно долго, но эволюция эта все равно возможна, и кванты могут обрасти телами достаточно быстро. Однако, что касается нашего мира, мы являемся деривативом уже существующего шаблона реальности, что позволяет нам эволюционировать быстрее полностью хаотичных систем. В физическом мире присутствует сознание макро архитектора, который направляет и структурирует микро частицы для более быстрого сбора опыта, используя шаблоны тел и предметов. Все человечество и есть этот макро архитектор, как, собственно, и само квантовое поле. Все мы его части.
Дополнение:
Получается некий парадокс: в предыдущих главах я писал, что от шаблонов нужно уходить, а тут, вдруг, шаблоны становятся нужными для развития. Да, шаблоны нужны, вопреки первичным противопоказаниям. Они лимитируют развитие на некоторых уровнях, но способствуют ему на других. В эволюционном процессе без них не обойтись, особенно если речь идет о физических мирах, т.к. здесь формы устойчивы. В нефизических реальностях формы тел могут меняться по желанию сторон.
В отличие от нашего 6-гранного Кубика Рубика, КР микро и макро миров многомерен. Если представлять себе атомы как собранный КР из 54 цветовых квадратов, то вариантов его сборки может быть беЗчисленно много. Он может иметь сколько угодно сторон со сколько угодным количеством цветов. Цвета могут быть собраны в различные паттерны, или конгломераты:
Когда, рано или поздно, достигается определенный узор, будь то запланированный или абсолютно рандомальный, но стабильный продукт эволюции (random choice), это фиксируется. То есть система понимает, что она достигла относительно минимальной энтропии и ей открывается возможность развиваться дальше. Она может разобраться опять (впасть в хаос), но она также может перейти на другой уровень, стать частью или ассимилировать в себя другую систему, что является одной из базовых программ мироздания, высшим типом служения во взаимодействии. Она продолжает существовать как отдельная система, но являться при этом частью другой системы, которая тоже пытается собрать свой КР из новых членов своего конгломерата.
54 цифровых пылинки (кванта) встраиваются в следующий фрактал реальности – атом. Потом в молекулу. Молекула встраивается в орган и каждый из этих фракталов будет иметь цифровую программу, позволяющую ему собираться системно в более сложные и устойчивые комбинации, и при достижении определенного уровня устойчивости (низкой энтропии), это может дать системе возможность перейти на следующий уровень и стать более сложной. Кубик рубика эволюционирует, обретая седьмую сторону.
Все это является очень трудоемким процессом, на котором построено все Мироздание, который, при достижении определенного уровня стабильности в системе, позволяет системе переходить на новый уровень существования вообще. Игра становится на порядок круче и интересней. Однако, все зависит от свободного выбора. Если атомы не хотят находиться внутри кристаллической решетки, они могут выйти из неё и быть заменены другими. Именно поэтому они и выходят из физического вакуума и обратно, как люди выходят в инкарнации на Землю. Когда определенные система становится настолько устойчивой, что ей приходится находится в определенном состоянии постоянно, то совбода воли на выход из нее становится меньше (как это произошло с инкарнациями на земле, о которых мы еще поговорим), но на самом базовом (квантовом) уровне, кванты входят и выходят по своему желанию, это не проблема.
ТЕМАТИЧЕСКИЕ РАЗДЕЛЫ:ЛУЧШИЕ ПОСТЫ БЛОГА | ТВОРЕЦ И ТВОРЕНИЕ | ПОДКЛЮЧКИ И ПРЕДИКТОР | ИСТОРИЯ | ДЕТИ ЗВЕЗД | ХРАНИТЕЛИ | ХРОНО | FAQ | ПОСТЫ О ЧИСТКАХ | АВАТАРЫ БОГОВ | АВТОРСКИЕ СТАТЬИ | МАТРИЦА | МНОГОМЕРНАЯ КАРТИНА ПРОИСХОДЯЩЕГО | МЕДИЦИНА | ДУХОВНЫЕ ПРАКТИКИ | РЕГРЕССИЯ В ПРОШЛЫЕ ЖИЗНИ | ХРОНОЛОГИЯ ЦИВИЛИЗАЦИИ ИЛИ ЕЁ ПОЛНОЕ ОТСУТСТВИЕ | ПИТАНИЕ | ВИДЕО | СОЗНАНИЕ | ДНК | ГРАДОСТРОЕНИЕ | ОТЗЫВЫ О СЕАНСАХ |КНИГА ПАМЯТИ ЗВЕЗДНОГО ПЛЕМЕНИ | ARTICLES IN ENGLISH | AUF DEUTSCH | О ПРОЕКТЕ | КУРСЫ ГИПНОЗА
Группы для новостей и обсуждений: ВКонтакте Facebook
digitall-angell.livejournal.com
