Квантач

В инновационном центре «Сколково» в Москве начал работу III Российско-китайский семинар по квантовой науке и технологиям. Российский квантовый центр является организатором мероприятия, которое продлится до 14 июня и соберет ведущих ученых обеих стран для обсуждения квантовых вычислений, сенсорики и симуляторов. Особое значение этого партнерства выделил генеральный директор РКЦ Максим Острась в своем комментарии ТАСС по поводу начала работы семинара. 📔Семинар — постоянно действующая площадка взаимодействия ученых двух стран. Впервые он прошел в 2024 году в Москве, в 2025 году — в китайском городе Хэфэй. За два года в семинаре приняли участие более 250 человек, в том числе более 40 именитых ученых двух стран с высоким индексом Хирша.

Физики обнаружили значимые намеки на отклонения от Стандартной модели Физики, работающие с Большим адронным коллайдером в ЦЕРНе, обнаружили редкие распады B-мезонов, не соответствующие предсказаниям Стандартной модели элементарных частиц. Такие процессы описываются диаграммами Фейнмана, которые внешне напоминают очертания пингвина. Выводы ученых основаны на анализе около 650 миллиардов распадов, зарегистрированных в 2011–2018 годах. Статистическая значимость результата достигла четырех сигм, что соответствует вероятности случайного совпадения примерно 1 к 16 тысячам. Однако для официального признания открытия в физике требуется уровень достоверности в пять сигм, при котором вероятность ошибки снижается до 1 на 3,5 миллиона. Ученые считают, что причиной такого необычного явления может оказаться гипотетическая частица Z-prime, которая выступает виртуальным посредником в процессе распада, меняя угловое распределение. Проверить предположение можно будет после модернизации БАК, которое начнется 29 июня.

Российские ученые адаптировали нелокальные коды коррекции ошибок под сверхпроводниковые процессоры В сверхпроводниковых процессорах применение ряда эффективных кодов коррекции квантовых ошибок затруднено из-за локальной связности: кубиты напрямую взаимодействуют только с ближайшими соседями. В рамках дорожной карты развития квантовых вычислений ученые НИТУ МИСИС совместно с коллегами из Российского квантового центра, МФТИ и Сколтеха нашли способ обойти это ограничение без усложнения архитектуры. Обычно в квантовых вычислениях роли строго закреплены: одни физические кубиты выполняют функцию логических (отвечают за хранение информации), а другие — вспомогательных (необходимы для считывания и коррекции ошибок). Предложенный метод динамической переадресации позволяет отказаться от этой жесткой привязки. Теперь одни и те же кубиты можно назначать то логическими, то вспомогательными. За счет такого переключения ролей метод позволяет «перемещать» вспомогательные кубиты по схеме процессора, организуя взаимодействие между удаленными элементами. Эксперименты на квантовом процессоре университета подтвердили работоспособность подхода при детектировании ошибок. Более того, метод показал значительное улучшение точности приготовления начального квантового состояния.

Астрономы обнаружили суперземлю в обитаемой зоне очень близкого красного карлика Исследование экзопланет у красных карликов особенно перспективно, поскольку эти звезды наиболее распространены в Млечном Пути и часто имеют небольшие планеты. Некоторые из них находятся в обитаемой зоне и представляют интерес для изучения атмосфер и потенциальной обитаемости. Однако высокая активность красных карликов может существенно затруднять обнаружение экзопланет методами радиальных скоростей и транзитов, поэтому ее необходимо учитывать при анализе наблюдательных данных. Aстрономы из Ассоциации любителей астрономии Палидоро сообщили об обнаружении экзопланеты у красного карлика Ross 318. Экзопланета характеризуется минимальной массой 6,21 массы Земли и ожидаемым радиусом около 1,74 радиуса Земли для скалистого тела. Она не совершает транзитов по звезде для земного наблюдателя и находится на орбите с периодом 39,62 дня и длиной большой полуоси 0,159 астрономической единицы. Ученые предполагают, что она находится в приливном захвате и достаточно массивна для того, чтобы удерживать значительную атмосферу, в которой тепло может перераспределяться между дневной и ночной сторонами.

⚡️ С 11 по 14 июня в Москве пройдет III Российско-китайский семинар по квантовой науке и технологиям 📜 Первый семинар состоялся в Москве в 2024 году, второй проводился в Китае, а в этом году мероприятие вновь возвращается в столицу. Ученые представят доклады по ключевым темам квантовых технологий: квантовые вычисления, квантовая метрология и квантовое моделирование. Организатором конференции выступит Российский квантовый центр при поддержке генерального партнера мероприятия Госкорпорации «Росатом». Мероприятие станет площадкой для укрепления партнерства между Россией и Китаем, обмена опытом и обсуждения новых научных достижений в квантовых технологиях.

Физики разобрались, что нужно, чтобы человек видел в инфракрасном спектре Обычно человеческий глаз воспринимает свет с длиной волны 380–780 нанометров, но в редких случаях может видеть и инфракрасное излучение. Это происходит благодаря двухфотонному поглощению: пигмент родопсин одновременно улавливает два инфракрасных фотона, и их общей энергии хватает, чтобы мозг воспринял сигнал как зеленую вспышку видимого света. Польские физики выявили, что эффективность двухфотонного зрения напрямую зависит от диаметра лазерного пучка и точности его фокусировки на сетчатке глаза. Для этого ученые разработали специальную оптическую установку, в работе с которой приняли участие три добровольца с разными степенями близорукости.  Участники эксперимента смотрели в одну точку и нажимали на кнопку, когда видели вспышку света. Установка регистрировала, как участники эксперимента видят лазерные импульсы при разном диаметре пучка и изменяющейся степени расфокусировки в темноте и освещенной зеленым светом среде. Полученные результаты исследования применимы как в различных экспериментальных установках для двухфотонного зрения, так и для проектирования оптических устройств, использующих двухфотонное зрение, а также двухфотонных микропериметров или двухфотонных очков дополненной реальности (AR).

Физики смогли усилить нелинейные оптические эффекты лазера в 20 раз Многие современные оптические технологии основаны на нелинейных процессах, при которых несколько фотонов почти одновременно взаимодействуют с веществом. Для нелинейностей более высокого порядка требуются более интенсивные лазерные импульсы, однако их высокая мощность может повреждать образцы и оптические элементы. Традиционный способ усиления таких эффектов — повышение пиковой мощности лазера, но это. Физики из Восточно-Китайского педагогического университета смогли усилить нелинейные оптические эффекты более чем в 20 раз без повышения средней мощности лазера. Для этого они использовали квантовый свет в состоянии яркого сжатого вакуума, создающий сильные флуктуации плотности фотонов — кратковременные всплески высокой интенсивности при относительно низкой средней энергии, так как всплески находятся в пределах термодинамической или квантовой нормы системы. Представленный новый подход подразумевает, чтобы квантовые флуктуации рассматривались не как помеха, а как полезный инструмент. Но метод пока находится на экспериментальной стадии, он открывает перспективы для создания сверхбыстрых оптических технологий, где ключевую роль будут играть не только мощность лазера, но и специально подготовленные квантовые состояния света.

Все ошибаются — нужно сделать так, чтобы это не влияло на результат Рассказал Постнауке про реализацию квантовых кодов коррекции ошибок. Основные тезисы: 💡Шумы естественным образом возникают при взаимодействии квантовых систем с окружением. Начиная с самых ранних этапов развития квантовых вычислений, был актуален вопрос о том, насколько шумы и так называемая декогеренция будут влиять на результат работы квантового компьютера (см. работы Рольфа Ландауэра и Уильяма Унру). 💡Здесь важно понимать, что все компьютеры ошибаются. Привычные нам классические компьютеры тоже работают с ошибками. Просто мы научились настолько эффективно их корректировать, что даже не замечаем эффекта этих ошибок. Того же самого нам нужно добиться и в квантовых вычислениях. 💡Дальше эта дискуссия пошла по нескольким направлениям. Как ответ на эту дискуссию в середине 90-х годов появилась выдающаяся работа Питера Шора (автора одноименного алгоритма Шора), которая показала, что с использованием избыточного кодирования, когда одну единицу логической информации — так называемый логический кубит — кодируют в набор физических кубитов, можно сохранять и, как было показано позже, обрабатывать квантовую информацию, детектируя и даже эффективно корректируя ошибки. 💡Подход с избыточным кодированием был давно известен. Однако важное отличие от классических кодов коррекции ошибок — невозможность копировать промежуточные результаты вычислений в силу квантовой теоремы о невозможности клонирования. Кроме того, помимо ошибки типа смены 0 на 1 в квантовом случае еще есть «фазовая ошибка», когда, например, суперпозиция a*0+b*1 превращается в a*0-b*1 (а и b — комплексные числа).  💡Как можно представить работу кодов коррекции? Я люблю метафоры, давайте рассмотрим такую. Вы играете с друзьями в игру — даете сюжет рассказа не одному участнику в одной книге, а трём — распределяя его по трём книгам. Только они вместе знают точно сюжет, а каждый по отдельности — нет. Причем, чтобы корректно следовать сюжету, они должны синхронно, а не случайно, переворачивать страницы. Периодически вы можете проверять их, спрашивая, на какой странице они все находятся. И если сумма страниц, скажем, четная, то все хорошо. Нечетная — так вы детектируете ошибку и просите одного из участников перевернуть страницу, то есть корректируете её.  💡Со времен работы Шора, конечно, был достигнут колоссальный прогресс в развитии квантовых кодов коррекции ошибок. В 2020 году был специальный выпуск журнала Nature Reviews Physics, посвященный 25-летию квантовой коррекции ошибок.  💡Второе направление состояло в том, чтобы строить реальные квантовые компьютеры и экспериментально оценивать роль шумов на их работу. Большинство устройств, с которыми мы работаем по сей день, функционируют в условиях ошибок. Даже те устройства, которые показывали квантовое превосходство, подвержены существенному влиянию шумов. Для шумных квантовых компьютера рассматривают специальные классы квантовых алгоритмов. Смогут ли они быть использованы для достижения не тестового, а практического превосходства — неочевидно.  💡За последнее время эти два трека сошлись. Текущее поколение квантовых компьютеров используется для тестирования кодов коррекции ошибок, и по мере их развития планируется полноценное использование. 

Отказоустойчивый квантовый компьютер — это, неформально, квантовый компьютер, который, находясь в условиях шумов, организует свою работу так, чтобы эти шумы не оказывали существенного влияния на результаты вычислений.

💡Повторюсь, основной методологический подход здесь — избыточное кодирование, когда один логический кубит кодируется в некоторое количество физических кубитов. 💡На сегодняшний день прогресс в этом направлении довольно существенный. Уже была показана возможность хранить состояние, то есть создавать логические кубиты с временем жизни, которое больше времени жизни отдельных физических кубитов, а также проводить логические операции и даже реализовывать небольшие квантовые алгоритмы с осмысленными вычислениями в отказоустойчивом режиме. Здесь отмечу работы компании Google и Quantinuum.

Ричард Фейнман славился своим любопытством ко всему на свете. Для него просто не существовало скучных вещей, и научный эксперимент у него мог начаться прямо на кухне.

«Джеймс Уэбб» обнаружил на горячем юпитере WASP-94A b цикл рождения и гибели водяных облаков  Горячие юпитеры — это газовые гиганты с очень коротким периодом обращения вокруг звезд. Они стали первыми открытыми экзопланетами у обычных звезд и остаются важным объектом исследований. В их раскаленных атмосферах могут существовать необычные облака — например, из кварца или капель железа. Группа астрономов из Университета Джонса Хопкинса опубликовала результаты анализа данных трасмиссионной спектроскопии за атмосферой горячего юпитера WASP-94A b при помощи прибора NIRISS «Джеймса Уэбба» во время одиночного события транзита экзопланеты по звезде. Обнаруженные циклы рождения и гибели водяных облаков, которые формируются в вечерней зоне, переносятся ветрами через ночную сторону экзопланеты и испаряются в утренней области. Это говорит о том, что если не проводить спектроскопию атмосфер подобных экзопланет вблизи границ дня и ночи, то построение глобальной модели атмосферы может быть проведено некорректно.

Квантовые сенсоры могут измерять несколько параметров одновременно Раздельное измерение различных физических воздействий затруднено из-за схожих изменений, которые они вызывают в параметрах квантовых сенсоров. Однако американские исследователи разработали квантовый сенсор, способный одновременно определять несколько физических величин. Измеряя белловское состояние электронного и ядерного спинов двух соседних азотных вакансий в алмазе при комнатной температуре, они смогли одновременно определить амплитуду, частоту и фазу падающего микроволнового магнитного поля. Стоит отметить, что это не первая демонстрация «многофункционального» квантового сенсора. В 2021 году российские ученые из ФИАН представили аналогичное устройство на основе NV-центров в алмазе, которое измеряло вращение, магнитное поле и температуру одновременно.

Пришло время для дайджеста новостей! 🔘 Китайские физики в 20 раз усилили оптические свойства лазера при том же энергопотреблении. Для этого они использовали квантовый свет в состоянии «яркого сжатого вакуума», который создает экстремальные флуктуации плотности фотонов — короткие всплески очень высокой интенсивности при скромной средней энергии. 🔘 Магнитные поля замедлили мощные ветра на ультрагорячих юпитерах. Такое явление может возникать из-за тормозящего влияния планетарного магнитного поля. Астрономы из обсерватории Лазурного берега провели оценку напряженности магнитных полей в атмосферах семи ультрагорячих юпитеров — результаты оказались очень малыми и сравнимыми с магнитными полями Юпитера и Сатурна. 🔘 Физики обнаружили редкие распады B-мезонов. Анализ наблюдений на БАК в 2011–2018 годах показал редкие распады B-мезонов, не соответствующие предсказаниям Стандартной модели физики элементарных частиц. Достоверность результата составила четыре стандартных сигмы. Это означает, что существует всего 1 шанс из 16 000, что это могла быть какая-то случайность.

⚡️ Суперпозиция РКЦ в Санкт-Петербурге С 4 по 6 июня в Санкт-Петербурге параллельно с международной программой ПМЭФ в рамках программы «Технологии будущего» на фестивале Т-Двор прошел public talk на тему «Времени нет? И другие новости квантового мира». Генеральный директор Российского квантового центра Максим Острась и автор популярного научпоп-канала «Доктор Грег» Григорий Власов обсудили, как квантовая физика меняет наше понимание пространства и времени, существуют ли параллельные миры и что на самом деле скрывается внутри черных дыр. Было невероятно интересно слушать их вживую и наблюдать за этой дискуссией. Максим Острась доступно обрисовал главную драму современной науки. Вот несколько мыслей из его выступления, которые зацепили нас больше всего и которыми мы хотим поделиться с вами: 🔷 Две теории, которые никак не договорятся. В современной физике две фундаментальные теории — общая теория относительности и квантовая механика — успешно описывают макромир и микромир соответственно, однако принципиально несовместимы друг с другом. Их объединение остаётся пока одной из центральных нерешённых задач теоретической физики. 🔷 История повторяется. Человечество уже однажды оказывалось в схожем теоретическом тупике на рубеже XIX–XX веков, когда классическая физика перестала объяснять новые экспериментальные данные. Выход из этого кризиса произошёл благодаря появлению квантовой механики, которая открыла принципиально новый пласт реальности на микроуровне и полностью изменила научную картину мира. 🔷 Мир все-таки един. Несмотря на нынешнее фундаментальное несоответствие между общей теорией относительности и квантовой механикой, физический мир, в котором мы существуем, остаётся единым и неделимым, а значит, должен подчиняться одним и тем же универсальным законам. Благодаря неиссякаемой пытливости человеческого разума этот ответ будет обязательно найден, как уже произошло однажды с рождением квантовой механики.

Физики сделали из вихрей Абрикосова кубиты Сверхпроводники способны проводить электрический ток без сопротивления. Обычно они вытесняют магнитное поле из своего объема, но в сверхпроводниках второго типа при сильном поле оно проникает внутрь в виде микроскопических вихрей — вихрей Абрикосова. В большинстве случаев вихри являются диссипативными, полуклассическими объектами, поэтому ранее ученые рассматривали их как явления, дестабилизирующие сверхпроводник. Это снижает эффективность сверхпроводящих систем из-за потерь энергии. В новом исследовании группе физиков из Германии и Бельгии удалось создать стабильные вихри Абрикосова внутри микроволнового резонатора из гранулированного алюминия. Оказалось, что в этих условиях вихри можно не только управляемы, но и ведут себя как системы с двумя устойчивыми состояниями, что делает их подходящими кандидатами на роль кубитов. При этом физики научились менять и считывать их состояние с помощью микроволновых методов квантовой электродинамики. Время когерентности и релаксации вихрей достигает микросекунд и сопоставимо с параметрами современных сверхпроводящих кубитов.

Формула гениальности была давно открыта Дмитрием Ивановичем Менделеевым, и в ней нет никакой магии.

Китайские ученые изучили поведение никелатных сверхпроводников Высокотемпературная сверхпроводимость остается одной из главных нерешенных проблем современной физики. Хотя сверхпроводники на основе купратов и соединений железа изучаются уже несколько десятилетий, механизм образования куперовских пар в таких материалах до сих пор не имеет общепринятого объяснения. В последние годы внимание исследователей привлекли никелаты — новое семейство перспективных высокотемпературных сверхпроводников. Ученые из Китайского университета науки и технологий исследовали тонкие пленки двухслойного никелата методом фотоэмиссионной спектроскопии с угловым разрешением (ARPES), который позволяет напрямую изучать электронную структуру материала. Они обнаружили, что сверхпроводящая энергетическая щель не имеет узлов — направлений движения электронов, в которых энергия, необходимая для разрушения куперовской пары, обращается в ноль. Это указывает на s-симметрию сверхпроводящего состояния. Кроме того, исследователи нашли признаки сильного взаимодействия электронов с коллективными бозонными возбуждениями. Полученные результаты дают новые сведения о механизме сверхпроводимости в никелатах и помогут лучше понять природу высокотемпературной сверхпроводимости.

Друзья, сегодня в 16:30 в рамках ПМЭФ-2026 состоится сессия «После гонки кубитов: кто строит квантовое будущее» с участием наших коллег. Какие отрасли получат реальный прикладной результат в ближайшие 2–3 года, а какие – только через 10–15 лет? Какая инфраструктура нужна бизнесу, чтобы начать использовать квантовые технологии «из коробки», без собственной команды физиков? Не переоценены ли ожидания от квантовых технологий на горизонте 5–10 лет? Какие рынки и профессии квантовые технологии трансформируют быстрее всего? Эти и многие другие вопросы обсудят участники сессии. Модератором выступит: 🔹Марина Геворкян, издатель «Сноб Медиа» Участники дискуссии: 🔹Руслан Юнусов, Cооснователь, Российский квантовый центр 🔹Алексей Федоров, Вице-президент, «Газпромбанк» (Акционерное общество); руководитель научной группы «Квантовые информационные технологии», Российский квантовый центр; директор института физики и квантовой инженерии, Университет науки и технологий МИСИС 🔹Артур Глейм, Начальник департамента квантовых коммуникаций, ОАО «Российские железные дороги» 🔹Екатерина Солнцева, директор по квантовым технологиям, Государственная корпорация по атомной энергии «Росатом» 🔹Вячеслав Шумков, руководитель департамента по управлению интеллектуальной собственностью, «Иннопрактика» Присоединяйтесь к трансляции: https://forum-spb.ru/programme/innovation-space/157302/

IonQ: архитектура «шагающего кота» для будущих отказоустойчивых квантовых компьютеров Компания IonQ раскрыла подробные детали своего плана по созданию отказоустойчивых ионных квантовых процессоров. В основе новой архитектуры лежит концепция «Walking Cat». Ее главное преимущество – гибкая связь между кубитами, достигаемая за счет динамического перемещения ионов. Ключевым элементом архитектуры является логический уровень, который непрерывно отслеживает и исправляет ошибки в ходе вычислений. По оценкам компании, 110 логических кубитов, способных выполнять около миллиона логических операций (T-гейтов) за день, могут быть реализованы в этой архитектуре с использованием всего лишь 2 514 ионов. Система же из 10 000 ионов сможет за месяц рассчитать модель Гейзенберга (модель, описывающую поведение магнитных материалов) на 100 спинов.