Slo-Tech - Nobelov teden se nadaljuje z razglasitvijo prejemnika nagrade za fiziko, ki jo letos prejmejo fiziki Alain Aspect, John F. Clauser in Anton Zeilinger za eksperimente s prepletenimi fotoni, ki so dokazali kršitve Bellove neenakosti in postavili temelje kvantne informatike. Kraljeva švedska akademija znanosti priznanju doda še 10 milijonov kron nagrade, ki si jo prejemniki razdelijo.

Kvantna prepletenost je zanimiv fenomen v kvantni mehaniki, ki je ob odkritju znanstvenike močno begal. Če so delci kvantno prepleteni, si delijo stanje, četudi so daleč vsaksebi. Meritev stanja enega izmed delcev nam takoj razkrije tudi informacijo o stanju drugega delca, ki je lahko tudi svetlobna leta daleč. Einstein je to svoj čas označil kot zlovešče delovanje na daljavo (spukhafte Fernwirkung) in tudi številni drugi znanstveniki so imeli konceptualne težave s sprejetjem dejstva, da kvantna prepletenost obstaja. Schrödinger jo je po drugi strani označil kot ključno sestavino kvantne mehanike.

Da...

Slo-Tech - Kot se je napovedovalo že več mesecev, so v reviji Nature umaknili znameniti Microsoftov članek iz leta 2018, v katerem so skupaj z raziskovalci z delftske univerze poročali o odkritju delcev, ki zavzamejo Majoranova stanja, kar bi izjemno približalo izdelavo na šum iz okolice odpornega kvantnega računalnika. A začnimo pri začetku.

Majoranovi delci so teoretični konstrukt, ki ga je leta 1937 napovedal italijanski fizik Ettore Majorana. Doslej še niso odkrili delcev, ki bi izpolnjevali potrebne lastnosti, da bi jih tako imenovali, bi pa morda nevtrini lahko bili primer. Pri izdelavi kvantnih računalnikov pa bi odkritje takih delcev ali pa vsaj stanj pomenila velikanski preboj, saj bi bila taka realizacija neobčutljiva na okoliški šum. Majoranova stanja je leta 2001 predpostavil ruski matematik Aleksej Kitajev, nastali pa bi kot kompleksne strukture več osnovnih delcev. Do leta 2018 jih eksperimentalno niso opazili, potem pa je presenetil Microsoft s tem odkritjem. Tudi zato, ker v...

Slo-Tech - Kitajski znanstveniki so uspeli izvesti prenos informacije s kvantno prepletenostjo na razdalji 1200 kilometrov, s čimer so za večkrat presegli dosedanji rekord. Pri tem so si pomagali s satelitom, dosežek pa odpira pot k nadaljnjim raziskavam tehnologije, ki obljublja varni prenos šifrirnih ključev.

Kvantna prepletenost je fenomen, ki je dolga leta begal znanstvenike in ga je celo Einstein opisal kot zlovešče delovanje na daljavo (spukhafte Fernwirkung). Kvantno prepleteni delci so namreč od nastanka dalje v superpoziciji kvantnih stanj. Ko stanje enega...

Slo-Tech - Lani je NASA objavila odkritje bakterije iz razreda Gammaproteobacteria, ki ne le da uspeva v z arzenom bogatem okolju, ampak arzen celo vgrajuje v svoje celične strukture. Gre za eno najbolj prelomnih odkritij, saj je doslej veljalo, da so potrebni makroelementi za življenje ogljik, vodik, dušik, kisik, žveplo in fosfor, medtem ko je arzen za vsa živa bitja strupen.

Vsako prominentno odkritje dvigne veliko prahu in nič drugače ni bilo to pot. Že nekaj dni po odkritju so se oglasili skeptiki, ki so v izvirnem članku identificirali vrsto metodoloških pomanjkljivosti in nedoslednosti. Predvsem so izpostavljali problem pomanjkljivega čiščenja DNA in onesnaženja kultur s fosforjem. NASA in prva...

Nature - Raziskovalna ekipa, ki jo vodita John Morton iz Oxforda in Kohei Itoh z Univerze Keio v novi številki revije Nature poroča o odkritju (članek), ki je še en korak na poti h kvantnim računalnikom. Ti za delovanje potrebujejo kvantno prepletene delce, ki so enota kvantne informacije oziroma kubiti, katerih proizvodnja v večjem obsegu in kratka življenjska doba sta za zdaj glavni prepreki v razvoju.

Znanstveniki so v opisanem eksperimentu izotopsko zelo čist kristala silicija, ki je bil dopiran s fosforjem,...

Nature - V zadnji številki revije Nature je objavljen članek, v katerem avtorji utemeljujejo, da je proton v resnici nekoliko manjši od mere, ki smo ji slepo verjeli dolgo časa. Razlika je minimalna, porekli boste infinitezimalno majhna, in znaša 3 10^-17 m, a ne nepomembna. Ingo Sick z Univerze v Baslu pravi, da gre za "pomembno neskladje", ki poskuša nove podatke povezati s štirimi desetletji predhodnih meritev, in dodaja, "da je nekaj nekje resnično močno narobe".

Protoni so med najpogostejšimi fizikalnimi delci, saj ima čisto vsak atom vsaj enega v svojem jedru, a njihova notranja zgradba še ni popolnoma pojasnjena. Vemo, da niso osnovni delci, saj sestojijo iz dveh kvarkov gor in enega kvarka dol, zato imajo celokupni naboj...

Ars Technica - Na našem forumu se vsake toliko časa razplamti kakšna debata o kvantnih računalnikih, ki jih znanstveniki obljubljajo že več kot desetletje. Razumevanje principa delovanja teh strojev iz prihodnosti terja osnovno poznavanje kvantne fizike, torej čudnega sveta kvantnih delcev in neintuitivnih pojavov. Večina sogovorcev, predvsem nefizikov, bo o njih vedela le, da naj bi bili sposobni faktorizirati ogromna števila, zaradi česar naj bi ogrožali naše kriptografske protokole, in pa za Schrödingerjevo mačko. Da bi razjasnili vso skrivnostnost o kvantnih računalnikih, so na Ars Technici napisali fantastičen članek z naslovom Povest o dveh kubitih: kako delujejo kvantni računalniki, v katerem boste izvedeli vse...

ScienceDaily - Ekipa raziskovalcev z Univerze Yale poroča, da so uspeli pripraviti prvi enostavni trdni kvantni procesor, s čimer so sanje o kvantnem računalniku korak bliže. Za izvedbo rudimentarnih algoritmov, kot je enostavno iskanje, so uporabili dva superprevodna dvo-kubitna čipa. O uspehu piše tudi Nature.

Običajni procesorji za predstavitev podatkov in njihovo obdelavo uprabljajo dvoje stanj - vključeno ali 1 in izključeno ali 0. Dva bita tako lahko shranita naslednje informacije: 00, 01, 10 ali 11. Kvantni sistemi pa poznajo še eno stanje, ki se mu pravi superpozicija stanj, ko ima bit vse vrednosti hkrati. To obilno poveča količino informacij, ki jih lahko shranimo, in hitrost, s katero jih lahko obdelujemo. Slednje kvantni računalniki izvajajo z izkoriščanjem še enega kvantnega pojava, ki se imenuje kvantna prepletenost.

Ekipa teoretičnih fizikov je...

Nature - V včerajšnji številki revije Nature je izšel članek v katerem avtorji trdijo, da jim je uspelo upravljati spin enega samega elektrona. Rezultati kažejo, da sedaj razpolagamo z vsemi elementi za izgradnjo kvantnih logičnih vrat, saj je poizkus pokazal, da je mogoče spin posameznega elektrona uporabiti kot kvantni bit v kvantnih računalnikih.

Sedaj mora samo še nekdo iz gradnikov sestaviti logična vrata ter tako dobljene gradnike sestaviti v vezje. Kvantni računalniki v naslednjih 15 letih?