Slo-Tech - V Stockholmu so danes razglasili letošnje prejemnike Nobelove nagrade za kemijo, ki so si jo prislužili za odkritje in sintezo kvantnih pik. Nagrado prejmejo francoski kemik Moungi Bawendi, ameriški kemik Louis Brus in ruski fizik Aleksej Ekimov. V 80. letih prejšnjega stoletja je Ekimov opazil kvantne efekte v obarvanem steklu, nekaj let pozneje pa je Brus v raztopinah dokazal obstoj lebdečih kvantnih delcev s kvantnimi efekti. Bawendi je nato leta 1993 pripravil prvo robustno metodo za pripravo kvantnih pik.

Obče znano je, da so lastnosti snovi odvisne od elementov, ki jih sestavljajo. Korelacija ni preprosta, saj je klor tako v jedilni soli kot živčnih strupih, a ni zelo nápak poenostaviti, da lastnosti v veliki meri določa elektronska struktura. Atomi (in tudi ioni) imajo točno določeno število elektronov, ki se udeležujejo v kemijskem plesu, kar je tvorba in trganje kemijskih vezi. A ob tem intuitivno pričakujemo, da lastnosti snovi ni odvisne od velikosti. Kilogram železa...

Slo-Tech - Prejemniki druge letošnje Nobelove nagrade, ki jo švedska Kraljeva akademija znanosti podeljuje za odkritja na področju fizike, so Pierre Agostini z Ohio State University, Ferenc Krausz z Univerze Ludwig-Maximilian v Münchnu in Anne L'Huillier z Univerze v Lundu. Nagrado bodo prejeli za eksperimentalne metode, ki ustvarjajo atosekundne pulze svetlobe za študij dinamike elektronov v materialih.

Letošnji nagrajenci so razvili metode, ki omogočajo ustvarjanje izredno kratkih pulzov svetlobe. Dolžina svetlobnega pulza je ključni parameter pri določitvi, kako hitre dogodke lahko z njim spremljamo. Na atomski ravni se dogodki odvijajo v femtosekundah, kar zadostuje za spremljanje gibanja atomov. Elektroni pa so približno dvatisočkrat lažji od protonov, zato so bistveno hitrejši. Če jih opazujemo s femtosekundnimi (10^-15 s) tehnikami, bomo videli le razmazano izpovprečeno sliko. Za spremljanje njihovega vedenja potrebujemo atosekundne (10^-18 s) tehnike. To so izjemno kratki časi: v eni sekundi je toliko atosekund, kot je v starosti vesolja sekund.

Ključno vprašanje je kako ustvariti tako kratke pulze. Nagrajenci so bili ugotovili, da si je možno pomagati z interferenco. Najkrajši smiselni svetlobni pulz je odvisen od valovne...

Slo-Tech - Kraljeva švedska akademija znanosti je danes sporočila, da bodo letošnjo Nobelovo nagrado za fiziko prejeli Syukuro Manabe in Klaus Hasselmann (vsak četrtino) za fizikalno modeliranje podnebja, s čimer sta kvantificirala njegovo spremenljivost in zanesljivo napovedala globalno segrevanje, ter Giorgio Parisi za odkritje soodvisnosti neurejenosti in fluktuacij v fizikalnih sistemih od atomskega do planetarnega merila. Letošnja nagrada torej obeležuje pomemben prispevek k razumevanju kompleksnih fizikalnih sistemov, kamor seveda prištevamo tudi vreme.

Kompleksni fizikalni sistemi imajo več delov, ki medsebojno interagirajo, zaradi česar je njihova obravnava zapletena. Čeprav jih fiziki in matematiki proučujejo že stoletja, oviro predstavlja bodisi enormno število sestavnih delov bodisi odvisnost od naključij. V kaotičnih sistemih, kot je vreme, že majhne razlike v pogojih povzročijo ogromne razlike v končnem rezultatu. Značilen primer je podnebje in njegova v času lokalna pojavitev,...

Slo-Tech - Blizu Chicaga nastaja 48-kilometrska povezava za preizkušanje novega načina deljenja kvantnih šifrirnih ključev, še ena pa ob vzhodni obali ZDA.

Bistvo kvantno-komunikacijskih omrežij so kvantni šifrirni ključi, zapisani s kubiti. Ti so zaradi zakonitosti kvantne fizike občutljivi na opazovanje: kdorkoli skuša prebrati v njih zapisano informacijo, jih obvezno nepopravljivo spremeni in se s tem izda. Tako je v teoriji mogoče napraviti sporazumevanje imuno na prisluškovanje, zaradi česar je področje seveda deležno pozornosti velesil. Potem ko so se Kitajci in Evropejci že pošteno vrgli v razvoj takšne vrste povezav, so se le zbudili tudi v Združenih državah. Univerza v Chicagu je pognala projekt Chicago Quantum Exchange, ki bo na ta način spojil sloviti...

Slo-Tech - Švedska kraljeva akademija znanosti je razglasila letošnje prejemnike Nobelove nagrade za fiziko. Za prelomna odkritja na področje fizike laserjev nagrado prejmejo ameriški fizik Arthur Ashkin (polovico) ter francoski fizik Gérard Mourou in kanadska fizičarka Donna Strickland (vsak četrtino). Ashkin je s 96 leti najstarejši prejemnik nagrade, Donna Strickland pa je šele tretja ženska v zgodovini, ki je dobila Nobelovo nagrado za fiziko (za Marie Curie in Mario Goeppert-Mayer).

Ashkin je doktoriral iz jedrske fizike na Univerzi Cornell. Potem je celo življenje delal v Bell Labs, kjer je odkril številne pomembne pojave. Odkril je na primer fotorefraktivni efekt in piezoelektrične kristale. Letošnjo nagrado je prejel za izum optične pincete, ki omogoča manipulacijo majhnih objektov. Leta 1987 je Ashkin pokazal, kako...

Nature - Znanstveniki radi tekmujejo in eno izmed zanimivih področij za merjenje moči je priprava črnih pigmentov. V nasprotju z razširjenim prepričanjem je pripraviti resnično črno barvo, ki ne odbila skoraj nič svetlobe, izjemno težko. Raziskovalci iz Saudove Arabije so izdelali material, ki v zelo širokem območju 400-1400 nm absorbira 98-99 odstotkov vpadlih fotonov, kar je približno četrtino bolje od vseh ostalih znanih materialov. O odkritju poročajo v Nature Nanotechnology.

Barve vidimo, ko naše oči zadenejo fotoni različnih valovnih dolžin med 400 in 800 nm. Barve se delijo na monokromatske, ki jih sestavljajo fotoni ene same valovne dolžine, ter polikromatske, ko naše oči zadenejo fotoni različnih valovnih dolžin. Če spekter vsebuje vse valovne dolžine vidne svetlobe, barvo zaznamo belo. In nasprotno, če fotonov skoraj ni, vidimo črno. Črne vidimo snovi, ki...

Slo-Tech - O prvih komercialnih kvantnih računalnikih, ki jih je razvilo in jih še razvija kanadsko podjetje D-Wave, je še vedno veliko odprtih vprašanj. Prvim modelom so namreč očitali, da ne delujejo nič hitreje kot klasični, nekvantni računalniki in raziskovalci so našli celo klasični algoritem, ki je dobro opisal hitrost računalnika D-Wave Two. Eden izmed problemov je, da uporablja adiabatno kvantno računanje, kjer je težko primerjati hitrost z rezultati klasičnih računalnikov.

D-Wave je izdelal nov kvantni računalnik D-Wave 2X, ki dela z dobrimi 1000 kubiti, s čimer se približuje spodnji meji, da bo uporaben tudi za reševanje...

Google+ - Google je napovedal, da se bodo lotili razvoja kvantnega računalnika kar sami. Enega so sicer v sodelovanju z ameriško NASO kupili od podjetja D-Wave, a o njem so mnenja še vedno deljena.

Nekateri trdijo, da gre za prevaro oziroma neuspeh. To dokazujejo s testi, na katerih se računalnik D-Wave Two ne odreže nič hitreje od klasičnih računalnikov. Drugi trdijo nasprotno in dokazujejo, da je v nekaterih primerih D-Wave Two hitrejši od klasičnih računalnikov. Dilema je do neke mere umetna, ker bo kvantni računalnik vedno imel prednost le pri uporabi kvantnih algoritmov, drugod pa bo počasnejši. Situacijo otežuje mehanizem delovanja D-Wave Two (quantum annealing), ki ni čisto tak, kot ga učijo fizikalni učbeniki kvantnega računalništva.

Ne...

New Scientist - Orientacija s satelitskim navigacijskim sistemom (npr. GPS ali Galileo) je enostavna in natančna, a za delovanje potrebujemo vsaj tri, raje pa še več vidnih satelitov nad obzorjem. Če teh ni, ker smo v tunelu, na Manhattnu, v tropskem pragozdu ali pod vodo, GPS ne deluje. Britanska vojska pa razvija nov način določanja položaja, ki ne bo potreboval satelitov - imenuje se kvantni kompas.

Kot vse tehnologije, bo tudi kvantni kompas najprej razvit v vojaške potrebe, kasneje pa si lahko obetamo tudi civilno rabo. Aktualni problem so podmornice, ki potopljene ne morejo določati svojega položaja s sateliti. Zato se morajo zanašati na žiroskope in akcelerometre (sešteta navigacija), ki pa imajo omejeno natančnost. Kot priznava vojska, se napak v enem samem dnevu...

Washington Post - NSA poizkuša zgraditi kvantni računalnik, kažejo Snowdnovi dokumenti, ki jih je objavil Washington Post. V okviru programa raziskovalnega programa Penetrating Hard Targets, ki je približno 80 milijonov dolarjev, se trudijo raviti delujoč kvantni računalnik, ki bi zaradi svojih zmogljivosti omogočal hitro razbitje številnih šifer.

Kvantni računalniki namesto z biti operirajo s kubiti, ki so lahko v kvantni superpoziciji. To pomeni, da obstojijo v vseh stanjih hkrati z določeno verjetnostjo. To je bistvo, ki omogoča hitro reševanje nekaterih problemov, recimo faktorizacije števil. V tem primeru se algoritem izvaja na vseh stanjih hkrati. Kvantni računalniki niso vedno hitrejši od navadnih, ampak le pri opravilih, za...

Slo-Tech - Švedska kraljeva akademija znanosti je danes razglasila prejemnika druge letošnje Nobelove nagrade, in sicer za fiziko. Prestižno odlikovanje prejmeta francoski fizik Serge Haroche in ameriški fizik David J. Wineland za "eksperimentalne metode, ki omogočajo merjenje in manipulacijo posameznih kvantnih sistemov".

Opazovanje kvantnih učinkov je težavno opravilo, saj se ti izkažejo le, kadar delamo z enim ali največ nekaj delci. Kadar imamo opraviti z več delci, se kvantni učinki izpovprečijo in na delu vidimo le še zakone klasične fizike. Dodatno težavo predstavlja občutljivost valovne funkcije, ki se ob poizkusu opazovanja sesede in odpravi kvantno nedoločenost. Haroche in Wineland sta razvila metode, ki omogočajo spremljanje in raziskovanje...

Slo-Tech - Malo je tako znanih in pomembnih fotografij, kot je skupinski posnetek vseh udeležencev 5. solvayske konference. To je bila peta v vrsti znanstvenih konferenc, ki jih je vzpostavil belgijski industrialec Ernest Solvay, sicer znan po Solvayevem postopku za proizvodnjo natrijevega karbonata iz leta 1860. Leta 1911 so se na tako imenovanem Conseils Solvay srečali največji fiziki in kemiki zgodnjega 20. stoletja in od tedaj se je fizikalna konferenca priredila vsako tretje leto (z občasnimi daljšimi premori), kemijska konferenca pa od leta 1922. Lani je fizikalna...

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...

New Scientist - Še do pred nedavnega je bilo mozno le teleportiranje fotonov, elektronov in atomov, sedaj pa so znanstveniki odkrili tudi način teleportiranja molekul. Vsa stvar je dokaj zapletena, tako da povem le, da se ne teleportira dejanskih molekul, temveč le njihove lastnosti, ko so le te v kvantnem stanju. Več informacij najdete tukaj.