0 просмотренных постов скрыто
Продолжение поста «Псевдоповерхностный кубит — квантовый бит, спрятанный в геометрии переменной отрицательной кривизны»1
Продолжим ...
🌌 Просто о квантовых процессах
Допустим, у вас есть коробка с волшебным шариком внутри. Шарик может катиться вправо или влево — это аналог классических битов ("0" или "1").
Что нового в квантовом мире?
1. Волшебный шарик (кубит) может двигаться одновременно в обоих направлениях (!).
2. Вы можете задать шарику направление, слегка подтолкнув его, нрапример, микроволновым лучом. Причём это воздействие меняет не только скорость, но и фазу, то есть временной сдвиг его траектории.
3. Два положения одного шарика могут чувствовать друг друга, даже если они далеко. Это явление называется запутанностью. Скажем, один шарик направился вправо, тогда другой обязательно пойдёт влево. Их траектории взаимосвязаны на уровне законов природы.
4. Самое важное: взаимодействие и отражение волн (интерференция)
Представьте, что ваши шарики оставляют след из маленьких волн. Когда эти волны складываются, они могут усилить друг друга (конструктивная интерференция) или погасить (деструктивная интерференция). Именно эта особенность помогает выделять нужные решения среди множества вариантов.
📌 Псевдоповерхностный кубит на основе Геометрической Волновой Инженерии
К сожалению, стандартные квантовые компьютеры используют сложнейшие и дорогущие технологии вроде сверхпроводящих контуров или захваченных ионов. Но что, если мы сможем обойтись без столь жестких ограничений?
Здесь вступает новый герой сцены — псевдоповерхностный кубит. Суть его заключается в уникальной геометрической форме. Представьте поверхность, похожую на две соединённые воронки, формирующие замкнутую фигуру. Назовём её псевдоповерхностью.
Упрощённо - такая форма обладает важными характеристиками:
- ЭМ волны, входящие внутрь псевдоповерхности распределяются и концентрируются в фокальных зонах.
- Две взаимосвязанные фокальные зоны, в которых концентрируется энергия (0 или 1 или взаимосвязанная суперпозиция 1) .
- Фокальные зоны невидимой нитью взаимосвязаны друг с другом (формируют суперпозицию)
Пример "кубит-по-простому" в Геометрической Волновой Инженерии:
Представь, что у тебя есть двойной резонатор с двумя зонами накопления волны.
Ты можешь возбудить волну с нормированной амплитудой — она будет «качаться» между зоной A и B - Тогда:
Вся энергия в зоне A → |0⟩ Вся энергия в зоне B → |1⟩ Половина туда, половина сюда, со сдвигом по фазе → суперпозиция
Такую систему можно назвать аналогом кубита, если ты:
1. Точно определяешь, где находится энергия.
2. Управляешь фазой перехода.
3. Читаешь информацию.
Проблема (!): это пока классическая волна
Чтобы превратить такую структуру в ПОЛНОЦЕННЫЙ КУБИТ, нужны побочные условия, например очень высокая добротность (Q-фактор) и т.п.
То есть необходимо «вытянуть» эту архитектуру в область квантовой электродинамики, где такие распространения уже описываются не классической волной, а операторной волновой функцией (фотонные состояния, когерентные состояния и т.д.). Ниже представлены возможные способы «вытягивания» этой архитектуры в область квантовой электродинамики.
Только в этом случае, псевдоповерхностный кубит может функционировать как миниатюрный контейнер для квантовой информации, позволяя реализовать уникальные квантовые эффекты при комнатной температуре. Для реализации квантовых компьютеров, работающих при комнатной температуре для нас наиболее интересны многомерные решётки из псевдоповерхностных кубитов, например:
Такие структуры позволяют реализовать большое количество кубитов в одном вычислительном модуле и т.д.
📌 Асимметрия распределения поля или как сломать симметрию для суперпозиции? КАК «вытянуть» псевдоповерхность в область квантовой электродинамики?
Идеальная воронка — поле в зонах равное. Не годится для логики. Решаем асимметрией:
Наклонный лазер: Луч бьёт сбоку — одна зона усиливается.
Фазовый сдвиг: Два луча с разницей по времени — поле "перетекает" между зонами.
Активный элемент: Квантовая точка в одной воронке — усиливает/гасит излучение.
Считывание с умом: Возбуждаем равномерно, но детектируем в разных точках зон с вычислением разностей фаз.
5. И т.п.
🌸 Перспективы развития
Псевдоповерхностные кубиты, реализуемые методами ГВИ, открывают окно в следующие прикладные области:
- 2D и 3D квантовые решётки с топологической защитой;
- Фотонно-волновые интерфейсы без охлаждения;
- Интеграция в CMOS-платформы как пассивные квантовые логические элементы;
- Фазочувствительные сенсоры нового поколения;
- Встроенные автономные волновые квантовые регистры
- и т.п.
🚀 Будущее вычислений:
Сегодняшняя технология квантовых компьютеров полагается на традиционные платформы: сверхпроводники, ионы, фотоны. Но, возможно, следующая революция придёт оттуда, откуда её меньше всего ждут — из удивительной геометрии.
Концепция псевдоповерхностного кубита открывает дверь к новому поколению квантовых устройств, работающих не за счёт высоких технологий, а за счёт естественных свойств пространства и волн.
Показать полностью
2
Определители 3x3 и 2x2
(Определители могут быть только у квадратных матриц, на самом деле. Т е у матриц 3х4, 2х5 и т д не будет определителя. Только у 3х3, 4х4 и т.п.)
Для 2x2 матрицы определитель считается очень просто:
Главная диагональ минус побочная диагональ
Для матрицы 3x3 есть похожий способ через добавление столбиков
Показать полностью
2
"Брось и подпрыгни"
Демонстрация накопленной упругой энергии. Потенциальная упругая энергия вывернутого резинового полусферы высвобождается при ударе, заставляя её подпрыгнуть вверх, иногда до потолка.
Ответ на пост «Разговоры на взрослые темы»1
Помнится с девочкой встречался, у неë дочь 11 лет, вот она охуела когда в контакте доча забыла закрыть переписки и она прочитала что они с 12-13 летними подружками обсуждали что то там про члены старшеклассников.... Деваха у меня спрашивала что делать то? Я мол ещë с ней и не разговаривала, рановато мол на темы такие.... ат ут такое)
Почему человек - не биомашина
Пост создавался больше для себя самого. Но вдруг кому-то и покажется интересен.
В школах нас до сих пор учат физике Ньютона будто мир это предсказуемый часовой механизм из шестерёнок и пружинок. Но современная наука давно знает что это упрощение которое полезно для расчётов мостов но не для понимания реальности. Мы живём в эпоху когда человечество переживает коллективную травму после отказа от религии. Сто лет назад наука разрушила старые верования и вместо диалога возник рефлекс отторжения: если раньше говорили о бессмертной душе то теперь в ответ прозвучало что человек это просто биомашина смерть которой как выключенный компьютер. Но за этой крайностью как правило скрывается чувство стыда перед предками которые верили в религиозные сказки. И, соответственно, человечество кинулось из одной крайности в другую. В академической среде признание тайны сознания до недавнего времени считалось признаком слабости как будто наука стыдится своих границ.
Человек принципиально отличается от компьютера. Компьютер обрабатывает дискретные биты (0/1) с фиксированной тактовой частотой а мозг использует аналоговую химию где сигнал зависит от концентрации нейромедиаторов гормонов и даже кишечных бактерий. ИИ может имитировать диалог но как показал эксперимент Джона Сёрла с «китайской комнатой» идеальное манипулирование символами не создаёт понимания. Даже если создать квантовый компьютер он не испытает субъективного качества опыта потому что лишён эволюционных механизмов выживания которые формируют наше восприятие.
На самом деле наука не знает что такое сознание и не скрывает этого. Нобелевский лауреат Джон Экклс пытался найти доказательства души в нейронах но вместо этого обнаружил что сознание не локализовано в одном месте мозга. Современные исследования подтверждают это: при повреждении 90% мозга люди сохраняют сознание а нейровизуализация показывает что активность распределена по всему телу. Философ Дэвид Чалмерс назвал это трудной проблемой сознания и суть в том что никакая нейросеть не объяснит почему электрические импульсы в мозге порождают субъективный опыт красноты красного или боли от потери любимого человека. Даже самый продвинутый ИИ может распознать красное яблоко по пикселям но не почувствует самой красноты. Это не техническая проблема а фундаментальная пропасть в наших знаниях.
Мы знаем ещё меньше о реальности в которой живём. 95% Вселенной состоит из тёмной материи и тёмной энергии которые не вписываются в стандартную модель физики и обнаружены только по гравитационному влиянию. Голографический принцип подтверждённый экспериментами с чёрными дырами в Стэнфорде показывает что наша трёхмерная Вселенная может быть проекцией информации записанной на её двумерной границе как голограмма. Квантовая биология открыла что птицы используют квантовую запутанность в глазах для навигации по магнитному полю Земли. Но в школах об этом не рассказывают потому что учебные программы застыли в XIX веке. Карл Саган говорил что общество которое не обновляет свои знания становится жертвой собственных мифов.
Самое честное признание современной науки прозвучало от физика Ричарда Фейнмана: Я могу жить с неопределённостью мне не стыдно сказать я не знаю. Но общество требует простых, железобетонных ответов особенно в эпоху кризисов и войн. Признание тайны кажется слабостью поэтому материализм стал новой религией с её догмами и ересями. Ирония в том что сама наука уже давно не материалистична. Физик Леонард Сасскинд прямо заявил что материя не фундаментальна а теорема Нётер доказывает что в замкнутой системе информация сохраняется что ставит под вопрос простое разрушение сознания при смерти.
Это не возврат к религии а признание границ знания. Мы продолжаем прятаться за крайностями и не хочем признать что Вселенная сложнее чем представляют и религия и материализм. Как сказал физик Дэвид Бом цель науки не контроль а понимание связи всего со всем. Жизнь не требует от нас веры в сказки или отрицания тайн она просит смелости жить с вопросами не зная ответов. И в этом признании а не в иллюзии простых ответов настоящая свобода от страха перед смертью и перед непостижимой глубиной реальности в которой мы живём.
P.S.
Джон Сёрл (философ, профессор Беркли):
«Цифровой компьютер сам по себе не имеет состояний сознания. Симуляция понимания не есть понимание» («Разум, мозг и программа», 1980).
Роджер Пенроуз (Нобелевский лауреат по физике, 2020):
«Сознание не может быть результатом алгоритмического процесса. В человеческом понимании есть нечто невычислимое» («Тени разума», 1994).
Дэвид Чалмерс (философ, NYU):
«Даже если мы поймём все функции мозга, вопрос почему эти процессы сопровождаются субъективным опытом? останется без ответа» («Сознательный ум», 1996).
Кристоф Коч (нейробиолог, Allen Institute):
«Мы не знаем, где в мозге рождается сознание. Это самая большая нерешённая проблема в науке» (интервью Nature, 2021).
Джон Экклс (Нобелевский лауреат по физиологии, 1963):
«Я искал духовную машину в синапсах — и обнаружил, что сознание не локализовано ни в одной точке мозга» (лекция в Стокгольме, 1989)
Леонард Сасскинд (физик, Стэнфорд):
«Материя — не фундаментальная сущность. Вселенная — это информационный процесс» («Космический ландшафт», 2005).
Альберт Эйнштейн (физик):
«Самый непостижимый факт о Вселенной — то, что она постижима. Но мы знаем лишь 5% её состава» (письмо к М. Бессо, 1954).
И немного не в тему:
Юваль Ной Харари (историк, Еврейский университет):
«Homo sapiens — не конечная точка эволюции. Мы транзитная форма между животным и чем-то большим» («Homo Deus», 2015).
Показать полностью
1
Разговоры на взрослые темы1
Ребят, ситуация такая. Воспитываю дочь, ей сейчас 8 лет. Скоро придет время говорить с ней на тему "что нужно знать девочкам". Поэтому прошу совета - когда ребенку лучше рассказать про второй закон термодинамики?
Электростатический двигатель
Этот простой двигатель приводится в действие индуцированным зарядом, подаваемым ручным генератором Ван де Граафа. Электрические поля от заряженных проводников наиболее сильны в острых точках — здесь заряд рассеивается в воздух с каждого заостренного конца, приводя ротор в движение.