Бозоновые компьютеры

06.01.2013

Компьютеры нового типа по мощности превысят классические и смогут соперничать с квантовыми. Они основаны на бозонах и схожи с квантовыми компьютерами, отличающимися от традиционных несколькими важными свойствами. В обычных компьютерах данные представлены как нули и единицы, выражающихся во включенном и выключенном состоянии транзистора. Квантовые компьютеры используют квантовые биты, или кубиты, которые могут находиться также в суперпозиции включенного и выключенного состояний. Эта особенность делает квантовые компьютеры способными к параллельным вычислениям на физическом уровне, благодаря чему они могут решать конкретные задачи значительно быстрее. В теории квантовый компьютер с 300 кубитами может одновременно производить больше вычислений, чем есть атомов во Вселенной.

Но сохранение кубитов в суперпозиции - довольно сложная задача; и она становится тем сложнее, чем больше кубитов вовлечено в вычисления. Из-за этого создание квантового компьютера мощнее обычного на практике должно быть чрезвычайно сложным.

Недавно две независимые группы ученых создали новый тип устройства, который можно назвать бозоновым компьютером. Его называют мостом между классическими и квантовыми компьютерами. Такие машины тоже используют необычную природу квантовой физики, но не нуждаются в кубитах. Таким образом, "технологически их значительно проще создать, чем полноценные квантовые компьютеры", - говорит Мэтью Брум, квантовый физик из Университета Квинсленда (Австралия). Хотя бозоновые компьютеры теоретически способны достигать меньших мощностей, чем квантовые, они все же должны превосходить классические по производительности. Вместо кубитов они используют особый вид частиц, известный как бозоны. "В данном случае мы использовали фотоны", - говорит Ян Уэлмсли, квантовый физик из Оксфордского университета (Англия).

Брум и Уэлмсли работали в двух разных группах, независимо разработавших бозоновый компьютер на основе концепции, впервые описанной Скоттом Ааронсоном из Массачусетского Технологического Института (США). Компьютер состоит из нескольких устройств, каждое из которых создает отдельные фотоны. Затем фотоны поступают в общую сеть, где взаимно влияют друг на друга. Выводы из этой сети оборудованы сенсорами, анализирующими частицы. Расчет того, на какой вывод поступят эти фотоны, - операция, называемая отбором бозонов, - выходит за пределы классической компьютерной науки тем дальше, чем больше фотонов участвует в процессе. В компьютере, который разработали Брум с коллегами, задействовано три фотона; в компьютере Уэлмсли и его соавторов - четыре.

<< Назад: Так сказала кукуруза 06.01.2013

>> Вперед: Воможности камеры Lytro для мобильных телефонов 05.01.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Управление снами для решения важных задач 01.03.2026

Сны на протяжении веков привлекали внимание философов, психологов и ученых, вызывая вопросы о том, насколько они отражают нашу реальность и могут ли влиять на мышление. Новое исследование нейробиологов из Northwestern University показывает, что содержание человеческих сновидений можно частично направлять, а фаза быстрого сна (REM) играет ключевую роль в творческом мышлении и поиске нестандартных решений. В эксперименте ученые использовали метод целенаправленной реактивации памяти (TMR). Пока участники спали, им подавали звуки, ассоциированные с головоломками, предложенными им ранее. Сигналы включались только после подтверждения мозговой активности, указывающей на фазу быстрого сна. В результате 75% испытуемых сообщили о появлении во сне образов или идей, связанных с нерешенными задачами. При этом головоломки, "проникшие" в сновидения, решались значительно чаще: 42% против 17% у задач, которые не фигурировали во сне. Исследователи подчеркивают, что это не прямое доказательство тог ...>>

Новый томат с повышенным содержанием витамина A 28.02.2026

Проблема дефицита витамина A остается одной из глобальных задач здравоохранения, особенно в регионах с ограниченным доступом к разнообразной пище. Недавние достижения биотехнологий позволяют создавать продукты, способные существенно улучшить питание населения, и одним из таких примеров стал новый томат, обогащенный витамином A. Исследователи из Университета Флориды разработали сорта томатов с повышенным содержанием бета-каротина - вещества, которое организм преобразует в витамин A. Работа была выполнена Джингвеем Фу, Дениз Тиеман и Баллой Ратиноспати в Институте пищевых и аграрных наук UF/IFAS. Созданные помидоры отличаются существенно более высоким уровнем бета-каротина по сравнению с обычными сортами, а также с продуктами, традиционно богатыми этим соединением, такими как сладкий картофель и капуста. По словам профессора Ратинасабапати, регулярное употребление всего 50-100 граммов этих обогащенных томатов может покрыть суточную потребность человека в витамине A, что делает их п ...>>

Случайная новость из Архива Гены риска рассказали о работе иммунной системы 13.08.2016 Ученые из Великобритании изучили как работают гены, отвечающие за риск заболеть какой-то болезнью, и открыли новый механизм, который запускает переработку энергии в наших иммунных клетках, активизируя борьбу с заразой. Ученые идентифицировали сотни однонуклеотидных полиморфизмов - вариаций генов, которые увеличивают или уменьшают риск развития различных болезней - от рака и диабета до туберкулеза и ментальных расстройств. Однако для большинства этих генов неизвестно, как их варианты влияют на болезнь. Один такой ген C13orf31 найден в 13-й хромосоме. Ранее ученые под руководством профессора Артура Кайзера (Arthur Kaser) из отдела медицины Кембриджского Университета показали, что однонуклеотидный полиморфизм гена C13orf31 связан с риском заразиться бактерией проказы и получить хроническую воспалительную болезнь Крона и форму ювенильного ревматоидного артрита. Теперь они решили изучить однонуклеотидный полиморфизм этого гена глубже, для чего использовали мышей, в которых эквивалент C13orf31 был изменен. Оказалось, что ген производит белок, который действует как ключевой регулятор ядерной метаболической функции в специальной иммунной клетке - макрофаге. Макрофаги поглощают чужеродные организмы, предотвращая распространение инфекции. Белок, который ученые назвали FAMIN (Fatty Acid Metabolic Immune Nexus), определяет, сколько энергии отпущено макрофагам. Для редактирования генов ученые применили метод CRISPR/Cas9, который действует подобно биологическим "copy-past". Они отредактировали единичный нуклеотид в гене C13orf31 в геноме мыши и показали, что даже мелкие изменения в генетических структурах оказывают большой эффект: в результате мыши становятся более восприимчивых к сепсису. Выяснилось, что FAMIN влияет на способность клеток нормально функционировать, контролируя способность убивать бактерии и выпускать молекулы-медиаторы, которые запускают воспалительный ответ - ключевой инструмент борьбы с инфекцией и восстановления повреждений тела. Таким образом, изучая ген риска болезни вплоть до уровня единичного нуклеотида, ученые открыли совершенно новый и важный механизм, который влияет на способность иммунной системы защищать организм.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026