РКЦ | Центр притяжения

Исчерпывающее объяснение, почему в тетрадках математиков всё всегда идеально сходится, а у физиков — как повезёт

Обсерватория Einstein Probe заметила слияние шести галактик в центре скопления галактик Скопления галактик — крупнейшие гравитационно связанные структуры Вселенной, содержащие от десятков до тысяч галактик. В их центрах обычно находятся ярчайшие галактики, формирующиеся за счет слияний с другими галактиками, которые мигрируют к центру под действием динамического трения. Однако до сих пор неясно, какие слияния — крупные или мелкие — вносят основной вклад в их рост, а также как этот процесс связан с эволюцией самого скопления. Китайские астрономы при помощи космической рентгеновской обсерватории Einstein Probe обнаружили уникальную систему из шести сливающихся воедино галактик в центре скопления галактик WHY J050106.2+013714. Исследователи рассчитали, насколько редким может быть событие слияние шести галактик в центре скопления галактик — для этого они проанализировали выборку из более чем 52 тысяч скоплений галактик с красными смещениями менее 0,2. Крайне редкое в Местной Вселенной явление в будущем приведет к формированию очень массивной ярчайшей галактики скопления массой около 1,16×10^12 масс Солнца, что на пару порядков больше, чем звездная масса Млечного Пути.

Астрономы нашли кандидата в самый далекий галактический бар Центральные перемычки (бары) есть примерно у 60% дисковых галактик в Местной Вселенной. Они существенно влияют на эволюцию галактик, регулируя активность ядра и звездообразование. Хотя считается, что бары возникают из-за гравитационных неустойчивостей, приливных взаимодействий или слияний галактик, механизм и время их появления в ранней Вселенной остаются неизвестными. Чтобы выяснить, когда возникли первые галактические бары, астрономы ищут их во все более далеких галактиках. До недавнего времени рекордсменом была система GN20. Группа астрономов из Университета Цинхуа сообщила об обнаружении нового кандидата в самый далекий галактический бар. Он наблюдается в спиральной галактике M1149-BSG-z5, которую ученые отыскали в окрестностях скопления галактик MACS J1149+2223 в ходе анализа данных наблюдений инструментов NIRCam и NIRISS «Джеймса Уэбба». Обнаружение бара спустя всего около 1,2 миллиарда лет после Большого взрыва показывает, что некоторые спиральные галактики приобретали сложную внутреннюю структуру значительно раньше, чем предполагали многие модели их эволюции. Авторы полагают, что перемычки могли быстро формироваться в богатых газом галактиках, особенно при взаимодействии с соседними галактиками.

Гибридный вычислитель впервые смоделировал белковый комплекс, состоящий из 12 635 атомов Ученые из Cleveland Clinic, RIKEN и IBM с использованием гибридных вычислительных систем смогли симулировать белковые структуры, состоящие из 11 608 атомов (Т4-лизозим) и 12 635 атомов (трипсин). Это крупнейшая на сегодняшний день симуляция биологически значимых молекул с использованием квантового оборудования. В основе метода лежит квантовая диагонализация на основе выборок (SQD). Для генерации 1,3 миллиарда выборок электронных конфигураций молекул потребовалось более 100 часов машинного времени и до 92 кубит двух квантовых процессоров IBM. Диагонализация гамильтониана была выполнена с помощью суперкомпьютеров Fugaku и Miyabi-G. Исследователи признают, что гибридный подход пока уступает лучшим классическим методам по производительности. Однако, по мере масштабирования гибридных вычислителей, ожидается достижение значительного преимущества.

В Китае разработали перовскит-органический фотоэлемент с высоким КПД и сроком службы Главной проблемой гибридных солнечных элементов долгое время оставалась химическая нестабильность. Галогениды в перовскитном слое со временем разделяются, образуя микроскопические дефекты, из-за чего фотоэлемент быстро теряет эффективность и деградирует. Помимо этого, традиционные кремниевые солнечные панели жесткие, тяжелые и требуют высокотемпературного производства. Специалисты из Института химии Китайской академии наук решили эту проблему. Ученые разработали фотоэлемент с верхним слоем из перовскита и нижним — из органических полупроводников. Такая конструкция поглощает более широкий диапазон солнечного спектра, чем обычные фотоэлементы, повышая эффективность преобразования света. КПД таких перовскитно-органических тандемных солнечных элементов составил 28,04%. При успешном внедрении технологии возможен прорыв в возобновляемой энергетике, которая может стать доступной для гаджетов, космических станций и даже оконных стекол.

Я попытался за 3 минуты разобраться в квантовых компьютерах и вычислениях в Российском квантовом центре в Сколково вместе с Димой Чермошенцевым @quantalks. А заодно понять, помогут ли они карбону? 😁 Смотрим, что из этого вышло 😉 Спасибо @kvantach за предоставленную возможность!🤝

Тензорные сети против D-Wave Ученые из Центра вычислительной квантовой физики при Институте Флэтайрон с использованием тензорных сетей с высокой точностью рассчитали квантовую систему из сотен взаимодействующих кубитов на двумерных и трехмерных решетках. Примечательно, что для этих сложных вычислений оказалось достаточно мощности обычного ноутбука. Полученные результаты полностью совпали как с теоретическими предсказаниями, так и с данными, полученными ранее на мощном 5 000-кубитном квантовом вычислителе D-Wave Advantage. В D-Wave оперативно отреагировали на публикацию, подчеркнув, что эффективность тензорных сетей ограничена определенным классом задач. По мнению компании, такие методы не позволяют эффективно моделировать сильно коррелированные спиновые стекла на кубических и алмазных решетках, а также многомерные задачи с бикликами. Именно эти направления D-Wave считает наиболее перспективными для демонстрации квантового преимущества и полагает, что они по-прежнему остаются крайне сложными для классических алгоритмов.

Ученые из Российского квантового центра, Университета ИТМО и МФТИ нашли способ изучать материалы будущего с помощью света Российские исследователи впервые показали, что коллективное поведение электронов в ультратонком материале можно наблюдать с помощью света — без сильного внешнего магнитного поля и сложной системы электрических контактов. Новый метод поможет лучше понять сложные состояния вещества, от которых зависит разработка новых материалов, квантовой электроники и твердотельных квантовых симуляторов. Ученые исследовали монослой диселенида вольфрама — двумерный полупроводник толщиной менее одного нанометра. При охлаждении образца ниже 26 K, или примерно –247 °C, и точной настройке плотности частиц электроны начинали выстраиваться в регулярную структуру — вигнеровский кристалл. Обычно подобные состояния изучают с помощью электрических измерений. В новой работе исследователи обнаружили признаки электронного кристалла по изменению оптического отклика материала. Теоретическая модель и экспериментальный протокол, разработанные в ИТМО, позволили определять период электронной структуры по спектрам отражения. Такой почти бесконтактный метод упрощает изучение систем, в которых частицы сильно взаимодействуют и ведут себя как единое целое. Именно коллективные эффекты лежат в основе сверхпроводимости, необычного магнетизма и других перспективных состояний вещества. В будущем двумерные структуры могут стать основой твердотельных квантовых симуляторов — платформ для моделирования сложных материалов и процессов, расчеты которых недоступны даже классическим суперкомпьютерам. Мы впервые показали, что такое сложное состояние электронов в монослое диселенида вольфрама можно увидеть напрямую с помощью света. В эксперименте электроны в атомарно тонком полупроводнике выстраиваются в регулярную структуру, а ее появление меняет оптический отклик материала, что дает научному сообществу новый инструмент для изучения квантовых состояний, в которых большое число частиц ведет себя как единое целое — отметил Александр Чернов, руководитель научной группы Российского квантового центра и МФТИ, один из авторов работы. Работа опубликована в авторитетном научном журнале Physical Review B и реализована в рамках дорожной карты по развитию квантовых вычислений. 🔤🔤🔤🔤

Сегодняшняя история — очень известная и забавная байка, которая много лет ходила про Эйнштейна. И хотя документальных подтверждений этой истории нет, как анекдот она оказалась настолько удачной, что прочно вошла в научный фольклор.

Ученые рассчитали пространственно-временной предел в сверхбыстрой микроскопии Группа физиков из Регенсбургского университета и Института Макса Планка в Гамбурге рассчитала временное разрешение сканирующей туннельной микроскопии, управляемой световыми волнами, до аттосекундного уровня, достигнув пространственно-временного предела в сверхбыстрой микроскопии в реальном пространстве. Для этого ученые собрали экспериментальный атомно-силовой микроскоп с оптическим управлением на терагерцовых частотах и возбуждали импульсами ближнего инфракрасного диапазона электроны в наконечнике микроскопа, из-за чего их волновая функция стала менее локализованной. Подобранные настройки разработанного авторами микроскопа позволяют сохранить атомное пространственное разрешение и исследовать сверхбыструю электронную динамику с точностью до отдельных атомов. Знания о существовании такого фундаментального барьера, позволят разработчикам квантовых компьютеров, сверхбыстрых датчиков и наноэлектронных устройств точнее прогнозировать поведение электронов в атомных масштабах.

Подвижные кубиты впервые реализованы в кремниевом чипе Мобильные кубиты, которые уже используются в некоторых ионных и атомных квантовых процессорах, позволяют создавать гибкие и перестраиваемые квантовые системы. Это позволяет адаптировать связи между кубитами, применять различные коды коррекции и оптимизировать ресурсы за счет выделения отдельных зон для измерений и генерации запутанности. Исследователи из QuTech и Дельфтского Университета впервые продемонстрировали архитектуру с подвижными спиновыми кубитами. Они показали, что при перемещении с помощью электрических сигналов кубитов (электронов) между различными квантовыми точками на кремниевом чипе, квантовые состояния электронов не разрушаются. На тестовом устройстве из шести квантовых точек точность двухкубитных гейтов превысила 99%, а телепортации квантового состояния между удаленными на 320 нм кубитами составила около 87%.

Пришло время для дайджеста новостей! 🔘Астрономы нашли кандидата в самый далекий галактический бар. Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил потенциально самую далекую галактическую перемычку, которая существовала в спиральной галактике спустя почти 1,2 миллиарда лет после Большого Взрыва. 🔘Исследователи из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН синтезировали новый тип наночастиц фторида лютеция для МРТ-визуализации. Накопление такого типа частиц в опухоли обеспечивает не только ее контрастную визуализацию на МРТ, но и усиливает гибель раковых клеток в условиях облучения. Разработка перспективна для ювелирного облучения опухоли без нагрузки на здоровые ткани. 🔘Обсерватория Einstein Probe заметила слияние шести галактик в центре скопления галактик. Китайские астрономы при помощи космической рентгеновской обсерватории Einstein Probe обнаружили уникальную систему из шести сливающихся воедино галактик в центре скопления галактик WHY J050106.2+013714.

Китайская межпланетная станция «Тяньвэнь-2» прибыла к окололоземному астероиду Камоалеве Китайская межпланетная станция «Тяньвэнь-2» 2 июля 2026 года достигла околоземного астероида 2016 HO3 (Камоалева) и передала его первый снимок, сделанный с расстояния 20 километров. Квазиспутник Земли имеет неровную угловатую форму и достигает около 30 метров в поперечнике, став самым маленьким астероидом, который исследовал космический аппарат. В дальнейшем станция изучит объект с близкого расстояния, возьмет образцы грунта и доставит их на Землю в середине 2027 года, после чего отправится к комете Главного пояса 311P/PANSTARRS.

Российские физики предложили архитектуру квантового компьютера из тысяч кубитов Российские физики разработали архитектуру квантового процессора на нейтральных атомах, которая позволит эффективно связывать удалённые кубиты. В исследовании участвовали учёные Российского квантового центра, НИТУ МИСИС, МФТИ, Сколтеха, МГУ и МИАН им. В. А. Стеклова. Подробности исследования опубликованы в ведущем международном научном журнале Physical Review A. В процессорах на нейтральных атомах кубиты взаимодействуют только на небольших расстояниях. Чтобы провести операцию между удалёнными атомами, информацию приходится передавать через цепочку промежуточных кубитов. Чем длиннее эта цепочка, тем больше вероятность ошибки. Исследователи предложили разделить атомы на два типа. Неподвижные вычислительные кубиты будут выполнять операции, а подвижные атомы-передатчики (своеобразные «квантовые курьеры») связывать удалённые части процессора. Благодаря этому число необходимых операций не будет расти вместе с размером системы. Учёные рассмотрели пять вариантов такой архитектуры: от движущихся оптических ловушек до свободного полёта атомов и схем с квантовой телепортацией. Наиболее перспективным для первых экспериментов признан двунаправленный «конвейер», в котором два атома движутся навстречу друг другу. «Мы предложили ряд архитектур и протоколов, которые позволяют более эффективно перемещать атомы для совершения операции, что значительно улучшает и повышает эффективность квантовых вычислений на нейтральных атомах», — отметил Алексей Федоров, руководитель научной группы «Квантовые информационные технологии» РКЦ, директор Института физики и квантовой инженерии НИТУ МИСИС. Исследователи ожидают, что будущая реализация новой архитектуры на практике откроет дорогу к созданию первых масштабируемых квантовых компьютеров на базе нейтральных атомов. https://science.mail.ru/news/52274-kvantovyj-kompyuter-iz-tysyachi-kubitov/

Если вам кажется, что великие умы человечества всегда четко понимают, куда идут, Макс Борн готов разбить ваши иллюзии.

Квантовые вычислители смоделировали 9 конфигураций материалов для термоядерного топлива Одна из главных проблем термоядерной энергетики — дефицит трития, редкого радиоактивного изотопа водорода, необходимого для работы большинства перспективных реакторов. Поскольку его природные запасы крайне малы, получать тритий планируется прямо в реакторе, превращая его из лития. Международная группа ученых из Окриджской национальной лаборатории, Кливлендской клиники и IBM использовала квантовый вычислитель для расчета молекулярных конфигураций фторидно-литиево-бериллиевой соли (FLiBe) — одного из главных кандидатов на роль материала для извлечения трития. Ученые подобрали девять различных молекулярных конфигураций FLiBe. Эти конфигурации необходимы для понимания того, как эффективно тритий высвобождается из материала при облучении нейтронами. Команда использовала те же квантово-ориентированные методы суперкомпьютерных вычислений, которые в настоящее время применяются для моделирования белков с участием 12 635 атомов в Кливлендской клинике.

Долгоживущие магноны помогут масштабировать квантовые процессоры 📔Магноны – это особые квазичастицы, кванты спиновых волн в магнитных материалах. Они способны взаимодействовать с различными квантовыми системами, такими как фотоны и спины, и являются перспективными для создания гибридных систем. Долгое время практическое применение магнонов ограничивалось их коротким временем жизни – около 200 наносекунд. Исследователи из Венского университета смогли увеличить этот показатель на два порядка, достигнув 18 микросекунд. Это стало возможным благодаря двум ключевым факторам: использованию коротковолновых магнонов, менее подверженных влиянию дефектов поверхности кристалла, и применению сверхчистых материалов. Увеличенное время жизни открывает магнонам путь к созданию «квантовой шины» – канала связи между удаленными кубитами на одном чипе.

Почему научные исследования нельзя создавать по ранее утвержденному графику? Каждое большое научное открытие начинается с вопроса, на который еще никто не знает ответа. Именно поэтому фундаментальные исследования редко дают быстрый и предсказуемый результат, но именно они становятся основой технологий будущего. О том, как сегодня устроена современная наука, в выпуске Kuji подкаста рассказывает лауреат премии «ВЫЗОВ» в номинации Discovery («Открытие»), профессор Университета Южной Калифорнии Валерий Фокин. В беседе обсуждаются ключевые вопросы развития научной сферы: почему фундаментальные исследования требуют долгосрочной поддержки, какую роль в этом процессе играют государство и бизнес, можно ли спрогнозировать научный прорыв и почему доверие общества к ученым становится важным фактором технологического развития. Этот подкаст, созданный при поддержке Форума Будущих Технологий, будет интересен всем, кто хочет лучше понять, как рождаются открытия, и какую роль фундаментальная наука играет в развитии экономики и общества.