Открытия по физике за последние 10 лет: 10 важнейших открытий в физике за последнее время — научные открытия / НВ

Содержание

Главные открытия ученых за 10 лет по версии телеканала «Наука»

Общество

02 апреля 2021, 10:00

Читать 360tv в

За последние 10 лет ученые из разных областей совершили важные открытия, которые позволили человечеству приблизится к разгадкам тайн природы. Телеканал «Наука» к своему 10-летию собрал главные достижения специалистов важнейших областей. Вот самые интересные из них.

Телеканал «Наука» 2 апреля празднует свой юбилей. К этой дате он подготовил список главных открытий последнего 10-летия в нескольких областях. В их числе космос и астрофизика, физика, химия, биология и медицина, компьютеры и защита информации, технологии, палеонтология и антропология. Кроме того, телеканал перечислил самые серьезные угрозы и вызовы, с которыми человечество столкнулось за последние 10 лет.

Космос и астрофизика

«Спектр-Р»

В 2011 году стартовал уникальный семилетний международный проект по исследованию дальнего космоса — «Радиоастрон». Для его осуществления запустили российский космический аппарат «Спектр-Р». Радиообсерватория работала на вытянутой орбите, размеры которой сопоставимы с орбитой Луны.

«Спектр-Р» стал абсолютным рекордсменом среди всех телескопов по угловому разрешению. Он смог бы с Земли увидеть брошенную на Луне монету, если бы она излучала в его диапазоне. Проект завершился только в 2019 году.

Марсоход Curiosity

Марсоход Curiosity совершил посадку на Марс 6 августа 2012 года. Он опустился в районе кратера Гейла при помощи уникальной технологии посадки «Небесный кран».

Благодаря Curiosity уже в сентябре 2012 года ученые НАСА обнаружили следы высохшего ручья на фотографиях, которые присылал марсоход.

Он продолжил исследование и в 2018 году сделал другую важную для ученых находку — обнаружил органические соединения. Специалисты определили, что их возраст составляет 3,5 миллиарда лет. Кроме того, Curiosity определил сезонные изменения количества метана в атмосфере. Эти показатели могут говорить про их биологическое происхождение.

Первое фото черной дыры

10 апреля 2019 года астрофизики показали миру первое в истории реальное изображение черной дыры. Его смогли сделать с помощью телескопов Event Horizo — восьми согласованно работающих радиотелескопов, которые находятся в разных частях Земли.

С их помощью удалось сфотографировать черную дыру, которая находится в созвездии Девы в центре галактики M87. Расстояние от нее до Земли составляет 55 миллионов световых лет.

Физика

В 2015 году физики смогли доказать существование квантовой запутанности. При ней измерение свойств одной квантовой частицы влияет на другую квантовую частицу — при этом в момент измерения она может находиться в нескольких световых годах от первой.

Благодаря этому физики смогли подтвердить существование квантовой нелокальности — это явление позволяет квантовым системам мгновенно реагировать на изменения вне зависимости от их разнесенности в пространстве.

Химия

В 2017 году специалисты запустили Европейский лазер на свободных электронах XFEL. Это подземная установка расположена в Германии — ее длина достигает 3,5 километра.

Масштаб этого научного проекта сопоставим с Большим адронным коллайдером в ЦЕРНе. Лазер позволил изучать очень маленькие явления, которые недоступны для существующих микроскопов. Кроме того, с его помощью можно получать изображения процессов в динамике — например, делать «киносъемку» химических реакций.

Биология и медицина

«Ребенок двух матерей»

Осенью 2012 года эмбриологи оплодотворили женскую половую клетку человека, предварительно заменив в ней митохондриальные ДНК матери на ДНК донора. С помощью этой процедуры можно предотвратить у ребенка развитие опасного наследственного заболевания.

В 2013 году первый «ребенок двух матерей» благополучно родился. После этого пересадка донорской митохондриальной ДНК стала распространенной лечебной процедурой.

Птицы были динозаврами

В 2014 году ученые окончательно признали птиц сохранившейся эволюционной ветвью летающих динозавров.

Мозговые импланты против парализации

В 2016 году парализованный человек снова смог пользоваться рукой благодаря мозговому импланту. Американец получил травму позвоночника после несчастного случая, что привело к отказу всех четырех конечностей. Однако после установки в головной мозг электронного чипа он снова смог владеть кистью и пальцами правой руки.

Из-за травмы спинной мозг не мог передавать конечностям нервные импульсы, поэтому ученые подвели их непосредственно к мышцам руки с помощью проводов. Чип выступал источником электрического сигнала.

Компьютеры и защита информации

В октябре 2018 на аукционе Christieʼs продали картину, которую написала нейросеть. Ее купили за 432 тысячи долларов. Речь идет о «Портрете Эдмона Белами», который создала французская коллаборация Obvious с помощью искусственного интеллекта. Чтобы написать картину, ИИ рассмотрел 15 тысяч портретов XIV–XX веков.

Технологии

В 2015 появились первые в мире серийные беспилотники — Tesla Model S. Они могут передвигаться по дорогам полностью без участия человека. В конце того же года американская частная компания SpaceX провела первое в истории управляемое приземление первой ступени ракеты-носителя.

Палеонтология и антропология

Колыбель человечества

В 2017 году стало известно, что международный коллектив ученых обнаружил в местности Джебель-Ирхуд в Марокко останки homo sapiens, которым более 300 тысяч лет.

Благодаря этому стало понятно, что не было единой колыбели, в которой появилось человечество — отдельные группы развивались почти по всей Африке — есть вероятность, что и не только там. Они встречали друг друга, учились использовать орудия труда и огонь на протяжении сотен тысяч лет.

Загадка гибели динозавров

В 2020 году палеонтологи и геологи смогли приблизиться к разгадке гибели динозавров. Уже давно известно, что 66 миллионов лет назад на планете резко изменился климат, однако до сих пор не ясно, что именно к этому привело.

В конце ХХ века главной считалась теория падения метеорита, который привел к катастрофическому потеплению. Ее подтверждали следы падения подходящего по времени гигантского небесного тела, которые нашли на полуострове Юкатан в Карибском бассейне.

При этом популярностью пользовалась и вулканическая теория — в 2020 году ей нашли очередное подтверждение. Итальянские ученые проанализировали магматический углекислый газа в базальтах Центральной Атлантики. Выяснилось, что супервулкан, который в последний раз извергался 66 миллионов лет назад на территории современной Индии, смог охватить своим влиянием почти всю Землю.

Угрозы и вызовы

За последние 10 лет человечество сделало множество открытий, однако ему пришлось столкнуться и с большим количеством угроз и вызовов. В их числе — глобальное потепление. Ученые выяснили, что оно не просто происходит, но и ускоряется — это подтверждают ледники Гренландии, которые в 2019 году таяли в четыре раза быстрее, чем 15 лет назад.

Авторы:

Нина Петлинова

Ученые

Топ-9 научных открытий 2021 года

Преподавателям

2021 год был объявлен в России Годом науки и технологий. Мы собрали 9 важных и интересных научных открытий уходящего года в нашей стране и в мире.

РНК-вакцины

Разработка РНК-вакцины — прорывное изобретение в медицине за последние 20 лет. По этой технологии созданы Pfizer и Moderna против коронавируса.

В будущем этот тип вакцин смогут использовать для борьбы с другими тяжелыми заболеваниями, такими как рак, ВИЧ, сердечная недостаточность.

«мРНК-технологии произведут революцию в мире вакцин», — считает Альберт Бурла, генеральный директор Pfizer, в статье для журнала «Гарвард Бизнес Ревью Россия».

Первая вакцина от малярии

В 2021 году ученые представили первую вакцину против малярии под названием Mosquirix. Над ее созданием работали с 1980-х годов.

Ежегодно малярией заражаются более 200 миллионов людей, полмиллиона умирают, половина из них — дети до пяти лет.

Хотя Mosquirix и не дает 100%-ной защиты от заражения, риск заболеть после ее применения снижается на 40%.

Журнал Time включил вакцину против малярии в список «100 самых лучших изобретений 2021 года».

Лекарство против эпилепсии

Первый за 10 лет российский препарат от эпилепсии — еще одно знаковое медицинское открытие года. Его совершили ученые из Института биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН.

В 2021 году лекарство, которое необходимо миллиону россиян, поступило в аптеки. В общей сложности от разработки молекулы до внедрения препарата в оборот ушло 23 года.

Гамма-обсерватория TAIGA

Комплекс установок для исследования источников астрофизического электромагнитного излучения с огромной энергией создала международная группа специалистов во главе с Иркутским государственным университетом, ИГУ.

Гамма-обсерватория построена на полигоне ИГУ в Тункинской долине в Бурятии. Установка необходима для изучения Вселенной и фундаментальных законов природы.

Фото:

isu.ru

Нейтринный телескоп Baikal-GVD

В 2021 году на Байкале начал работать нейтринный телескоп, который создан под руководством ученых Объединенного института ядерных исследований и Института ядерных исследований РАН.  

Установка регистрирует частицы нейтрино, которые приходят из космоса. С помощью байкальского глубоководного телескопа специалисты будут изучать фундаментальные вопросы образования галактик.

Виртуальная реальность

Технологии виртуальной реальности стремительно охватывают все больше отраслей: от здравоохранения до продаж и производства. 

В 2021 году компания Microsoft провела уникальную 24-часовую онлайн-трансляцию 12 хирургических операций с использованием гарнитуры смешанной реальности. 

15 экспертов из 13 стран ассистировали коллегам во время операций без личного присутствия — с помощью специальных очков. Всю дополнительную информацию хирурги видели с помощью голограмм поверх реального изображения.

IKEA использует VR-гарнитуры, чтобы покупатели могли посмотреть, как будет выглядеть их квартира с выбранной мебелью. 

С помощью технологии виртуально меряют одежду, обучают сотрудников технике безопасности, моделируют дизайн новых автомобилей.

Исследование структуры белков

В этом году изучение белковых структур вышло на новый уровень. Это стало возможным благодаря развитию программного обеспечения под управлением искусственного интеллекта. Журнал Science назвал это достижение главным прорывом 2021 года в области науки.

ДНК древностей

Еще одно важное открытие в науке касается археологических раскопок.
Ученые теперь могут извлекать ядерную ДНК из грунта и ископаемых материалов возрастом более миллиона лет. Это дает специалистам возможность подробнее исследовать информацию о вымерших биологических видах.

Самая точная карта Земли

На современных плоских картах Земли искажены размеры некоторых территорий. Объекты, которые расположены ближе к полюсам, кажутся большими, чем те, что находятся на экваторе. Это происходит из-за того, что шарообразную планету воссоздают на плоской поверхности. Такой способ изображения основан на карте мира, которую создал картограф и географ Герард Меркатор еще в XVI веке.

В 2021 году американские астрофизики Дж. Ричард Готт, Дэвид Голдберг и Роберт Вандербей создали плоскую карту планеты, которая «похожа на земной шар больше других». Она круглая и двусторонняя, по виду напоминает грампластинку, по краю которой проходит экватор.

В продолжение темы достижений: обзор побед российских студентов на международных чемпионатах в 2021 году.

Понравился ли Вам материал?

Преподавателям

Как открыть доступ к книжным памятникам в библиотеке вуза? 3 способа

Собрали несколько способов организации доступа к особо ценным книгам и объектам культурного наследия. Все предложенные способы можно реализовать в университетских библиотеках.

Библиотекам

Библиотечный фандрайзинг: значение, виды и методы реализации

Практический фандрейзинг в библиотеке: что это такое, его значение и применение. Виды и методы фандрейзинга.

Студентам

Нетворкинг: 4 эффективных способа для студента найти полезные знакомства

Широкий круг общения всегда имел большую ценность, особенно в тех случаях, когда необходима помощь для решения различных проблем. Грамотное формирование своего окружения — стиль жизни и образ мышления, которые приводят к желаемым результатам. В этой статье мы расскажем, что такое нетворкинг и в каких сферах его может применить современный студент.

Топ-10 открытий в физике за последние 10 лет

Топ-10 открытий в физике за последние 10 лет

Скачать PDF

Скачать PDF

  • Опубликовано:
  • Хорхе Чам 1  

Физика природы том 11 , страница 799 (2015)Процитировать эту статью

  • 53 тыс. обращений

  • 14 цитирований

  • 309 Альтметрический

  • Сведения о показателях

Предметы

  • Разработка методов
  • Квантовая химия

Хорхе Чам размышляет о самых важных физических открытиях последнего десятилетия.

Видеоролики Хорхе Чама по физике

можно найти на http://phdcomics.com/tv/.

Авторы и права: Источник: Хорхе Чам (2015)

Информация об авторе

Авторы и организации

  1. Хорхе является создателем “PHD Comics”, постоянного комикса о жизни (или ее отсутствии) в академических кругах,

    Хорхе Чам

Авторы

  1. Хорхе Чам

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

Права и разрешения

Перепечатка и разрешения

Об этой статье

Эта статья цитируется

  • Новые солитоны и солитоны высших порядков для нелокального обобщенного уравнения Саса–Сацума типа обратного пространства-времени

    • Ван Минмин
    • Юн Чен

    Нелинейная динамика (2022)

  • Сладкие пятнадцать

    Физика природы

    (2020)

  • Квантовые фазовые переходы в неэрмитовом гармоническом осцилляторе

    • Милослав Зноил

    Научные отчеты (2020)

  • Экспериментальное исследование принципа отсутствия сигналов в симметричной теории времени четности с использованием открытой квантовой системы

    • Цзянь-Шун Тан
    • Йи-Тао Ван
    • Гуан-Цань Го

    Природа Фотоника (2016)

Скачать PDF

Как 2010-е навсегда изменили физику

Это десятилетие стало не одним, а рядом поворотных моментов в истории физики.

2010-е годы были невероятным десятилетием для новых знаний, но, что более важно, открытия этого десятилетия — и явное их отсутствие — изменили то, как физики думают о своих областях. Физика элементарных частиц и астрофизика вступили в новую эру, которая изменит то, как исследователи занимаются наукой. Новая технология, основанная на квантовой механике, может ознаменовать собой серьезный сдвиг в вычислительной технике, материаловедении и в том, как мы обращаемся с энергией.

Реклама

«Похоже, что мы находимся в середине смены парадигмы», — сказала Gizmodo Наталья Торо, доцент кафедры физики элементарных частиц и астрофизики Стэнфордского университета и Национальной ускорительной лаборатории SLAC. «До сих пор не ясно, куда мы идем, но я думаю, что через 50 лет прошлое десятилетие запомнится как начало серьезного сдвига в нашем понимании физики».

В поисках мельчайших предметов

Это десятилетие принесло радикальные изменения в то, как ученые понимают как большое, так и малое. Возможно, наиболее примечательно то, что ученые на Большом адронном коллайдере, ускорителе частиц и коллайдере диаметром 17 миль в Женеве, Швейцария, обнаружили доказательства бозона Хиггса, последней частицы, описанной центральной теорией физики элементарных частиц, называемой Стандартной моделью.

До 1964 года некоторые теории довольно хорошо описывали вселенную, но у них была проблема: они предсказывали, что некоторые частицы, о которых уже знали физики, должны быть безмассовыми. Затем шесть ученых (наиболее известный Питер Хиггс) выпустили три статьи, решающие проблему, подробно описывая механизм, с помощью которого масса может возникать в переносящих взаимодействие частицах, называемых калибровочными бозонами, так что эти теории, объясняющие вселенную, по-прежнему будут работать. Этот механизм требовал существования другой частицы, называемой бозоном Хиггса. Несмотря на многочисленные поиски, бозон Хиггса оставался незамеченным — до этого десятилетия.

Большой адронный коллайдер в ЦЕРН, крупнейший из когда-либо построенных научных экспериментов, был запущен в 2008 году. 4 июля 2012 года исследователи по всему миру заполнили аудитории и лекционные залы, чтобы послушать, как исследователи LHC наконец объявили, что они обнаружили доказательства Хиггса в двух детекторах размером со здание эксперимента, названных ATLAS и CMS. Многие рекламировали, что все частицы, предсказанные Стандартной моделью, были найдены, и, таким образом, модель завершена… или это было так?

Реклама

Ускоритель Linac4. Фото: Роберт Градиль, Моника Майер/ProStudio22.ch Об этом сообщил Gizmodo заместитель представителя CMS Collaboration в CERN. — А мы нет. Множество загадок и, по сути, около 96 процентов вещей во Вселенной до сих пор остаются необъясненными Стандартной моделью.

Большой адронный коллайдер был устрашающе тихим с 2012 года. С тех пор появилось множество интересных результатов проверки Стандартной модели, но после бозона Хиггса не было обнаружено никаких новых частиц. Физики надеялись, что ЦЕРН обнаружит свидетельства существования других частиц, таких как суперпартнеры. Было предсказано, что эти частицы одновременно объяснят, почему гравитация намного слабее других взаимодействий (подумайте — вся гравитация Земли не может помешать магниту холодильника поднять скрепку), а также послужат истинной идентичностью темная материя, таинственный материал, который, кажется, составляет основу Вселенной, но не наблюдался напрямую. И хотя есть еще много данных БАК, которые нужно просеять — и планируется, что БАК получит обновление, чтобы продолжать работать с более высокой частотой столкновений — ученые начинают задаваться вопросом, найдут ли они когда-нибудь доказательства существования этих частиц.

Но отсутствие открытий однажды может стать поворотным моментом в истории физики. Физики элементарных частиц начали искать частицы новыми способами, например, используя высокоточные эксперименты, которые проверяют различные предсказания Стандартной модели, ища небольшие, но статистически значимые отклонения от того, что предсказывает теория, а не высокоэнергетические суперколлайдеры грубой силы. .   Это также побуждает теоретиков мыслить нестандартно в поисках новых объяснений таких вещей, как темная материя.

Advertisement

«Становится все сложнее с технологической точки зрения подтолкнуть [ускорители частиц] к более высоким энергиям» для поиска новых частиц, Джош Фриман, профессор кафедры астрономии и астрофизики Чикагского университета и руководитель отдела физики элементарных частиц в Fermilab, сказал Gizmodo. «Сообщество физиков элементарных частиц осознало, что нам нужно разнообразие подходов… Это будет сложной проблемой. Когда у вас есть сложная проблема, вы хотите использовать все инструменты, которые у вас есть в вашем наборе инструментов, потому что новая физика довольно скромна».

Колеблющееся пространство-время

Это десятилетие также произвело революцию в физике в самых больших масштабах. Более века назад общая теория относительности Альберта Эйнштейна предсказала, что высокоэнергетические события могут излучать возмущения, которые колеблются со скоростью света в самом пространстве-времени, называемые гравитационными волнами. Ученые долго искали гравитационные волны, создаваемые сверхновыми или двойными черными дырами, вращающимися вокруг друг друга и сталкивающимися. Косвенные свидетельства волн впервые стали появляться с открытием двойного пульсара (разновидность вращающейся нейтронной звезды) под названием PSR 19.13+16. Через несколько лет ученые поняли, что ее орбитальный период уменьшается именно так, как предсказывала общая теория относительности, такая система будет терять энергию на производство гравитационных волн. Но, несмотря на другие обыски, прямых улик найти не удалось.

То есть до этого десятилетия. 14 сентября 2015 г., в 5:51 утра по восточному времени, два L-образных объекта, каждый из которых состоит из пары туннелей длиной более мили и сходятся под прямым углом, один в штате Вашингтон, а другой в Луизиане, зафиксировали смещение их лазеров в фазе друг с другом на детекторе. Эти колебания были результатом двух черных дыр, 29и в 36 раз больше массы Солнца, закручиваясь друг в друга, а затем сливаясь на расстоянии 1,3 миллиарда световых лет, излучая свои гравитационные волны на Землю.

Реклама

За этим последовали другие наблюдения, но, возможно, еще более новаторское открытие было сделано в 2017 году, когда детекторы, к которым теперь присоединился аналогичный эксперимент Virgo в Италии, измерили гравитационные волны в тот же момент, когда телескопы по всему миру зафиксировали вспышки. радио-, ультрафиолетового, инфракрасного и оптического излучений, исходящих из одной и той же точки неба. Этот всплеск энергии был результатом столкновения двух нейтронных звезд, звездных трупов размером с город. Это единственное событие позволило ученым узнать о происхождении некоторых из самых тяжелых элементов таблицы Менделеева и однажды может оказаться полезным для закрытия нынешнего «кризиса» в физике, связанного с тем, насколько быстро Вселенная ускоряется.

Это открытие, сменившее парадигму, стало отличительной чертой мультиинформационной астрономии, то есть астрономии, в которой ученые используют как световые волны, так и обнаружение какой-либо другой частицы или волны для наблюдения за источником. Первоначально телескопы использовали только видимый свет, затем другие длины волн электромагнитного излучения, такие как рентгеновские лучи или радиоволны, а теперь дополнительные обсерватории могут включать данные из космоса, поступающие от таких частиц, как нейтрино или гравитационные волны.

«Это золотой век мультимессенджерной астрономии», — сказал Gizmodo Питер Галисон, профессор физики и истории науки Гарвардского университета.

Область черных дыр пережила переломный момент в других отношениях, когда ученые, работающие на Телескопе Горизонта Событий, объединении радиотелескопов по всему миру, объединились и направили свои тарелки на черную дыру массой 6,5 миллиардов солнечных масс. центр галактики М87. Это дало первое в мире изображение черной дыры, или, точнее, тени, которую черная дыра отбрасывает на вещество позади нее. Хотя исследователи уже давно видели свидетельства существования этих искривляющих свет объектов — массивных бегемотов, искажающих пространство-время настолько сильно, что свет не может избежать их притяжения, — наблюдение дало лучший прямой обзор одного из них. Ученые надеются, что это открытие положило начало новой эре науки о черных дырах и позволило им лучше понять гигантские струи материи, которые сверхмассивные черные дыры извергают из своих центров.

Реклама

Телескоп Event Horizon заснял черную дыру в центре галактики M87, очерченную излучением горячего газа, вращающегося вокруг нее под действием сильной гравитации вблизи ее горизонта событий, на изображении, опубликованном 10 апреля 2019 года. Фото : Национальный научный фонд через Getty Images

«[Черные дыры] могут формировать явления космологического масштаба», — сказал Галисон. «Мы видим эти объекты, излучающие свет лишь крошечную часть времени, прошедшего после Большого взрыва. Они подобны маякам на краю видимой вселенной, которые направляют к нам свои лучи. Понимание происхождения этих струй имеет большое значение для лучшего понимания… объектов, которые могут формировать распределение материи в галактиках».

Физика в реальном мире

Возможно, невоспетым героем как астрофизики, так и физики элементарных частиц в этом десятилетии является все более широкое использование алгоритмов машинного обучения для сортировки огромных наборов данных. Изображение черной дыры не существовало бы без машинного обучения, и в этом десятилетии его использование в физике элементарных частиц переживает «поворотный момент», сказал Торо Gizmodo.

Это десятилетие также положило начало новой эре технологий, основанных на особенностях физики элементарных частиц, таких как квантовые компьютеры. «Я думаю, что в этом десятилетии квантовый компьютер определенно превратился из научной фантастики в нечто, похожее на то, что вот-вот станет реальностью», — сказал Gizmodo Питер Шор, математик Массачусетского технологического института, стоящий за алгоритмом факторинга Шора.

Реклама

Дарио Гил, директор отдела исследований IBM, стоит перед IBM Q System One 18 октября 2019 года в исследовательском центре компании в Йорктаун-Хайтс, штат Нью-Йорк. Фото: Миша Фридман (Getty)

Эти квантовые устройства были широко предложены Ричард Фейнман в 1981 году. Они предназначены для решения определенных проблем, с которыми обычные компьютеры не могут справиться, используя странную, извращенную вероятностную математику атомов, а не обычную логику.

В частности, ученые надеются, что однажды им удастся смоделировать поведение молекул или запустить определенные сложные алгоритмы с использованием новых математических ухищрений. По сути, это как если бы эти машины просто генерировали распределения вероятностей, подбрасывая монеты   , которые можно подталкивать в воздухе импульсами энергии, и, в отличие от обычных правил вероятности, эти квантовые вероятности могут иметь отрицательные знаки, когда вы складываете «монеты» вместе. , что приводит к более сложным распределениям вероятностей, чем у обычных перевернутых монет.

Только в 2007 году физики Йельского университета изобрели «трансмоновый кубит», петлю из сверхпроводящего провода, которая действует как искусственный атом и наименьшая единица квантовых вычислений. Сегодня IBM и Google разработали машины с более чем 50 кубитами, которые начинают демонстрировать ускорение по сравнению со способностями классических компьютеров для решения определенных задач. Между тем, другие компании представили устройства аналогичного размера, основанные на атомах, удерживаемых на месте с помощью лазеров. Также выросла целая экосистема стартапов, предлагающих программные инструменты или аппаратные компоненты для этих машин.

Реклама

Могут пройти десятилетия, прежде чем эти машины предложат какие-либо преимущества по сравнению с классическими компьютерами, помимо того, что они будут причудливыми генераторами случайных чисел. Их невероятно трудно контролировать, прежде чем они потеряют свою квантовость из-за случайных вибраций или излучения внешнего мира. Они по-прежнему могут выдавать неправильные результаты — например, ноль в двоичной строке вместо единицы. В настоящее время исследователи работают над исправлением ошибок, объединяя несколько кубитов вместе, чтобы создать мега «логический» кубит, не подверженный ошибкам. По-настоящему «отказоустойчивый» универсальный квантовый компьютер, о котором мечтают физики, может потребовать миллионы кубитов, чтобы полностью реализовать свой потенциал.

Но физики надеются, что смогут найти применение этим маленьким шумным устройствам, которые все еще делают что-то интересное, даже если делают это не очень хорошо. Еще в 2017 году физик Калифорнийского технологического института Джон Прескилл заявил, что мы вступили в новую эру квантовых вычислений, называемую эрой шумных квантовых технологий промежуточного масштаба (NISQ).

В этом десятилетии ученые также внедрили странности квантовой механики в новую сенсорную технологию, а ученые из Китая запустили спутник, который использовал математику квантовой механики для шифрования видеозвонка между Китаем и Австрией. Переходя от квантовой науки к материаловедению, исследователи, возможно, создали первый материал, который проводит электричество без сопротивления почти при комнатной температуре — еще одно открытие, которое готовилось десятилетиями. И только в прошлом году ученые обнаружили, что они могут включать и выключать сверхпроводимость в двух листах графена одним поворотом, открытие, которое с тех пор вызвало поток последующих работ в двумерных системах.

Оставить комментарий