с точки зрени науки

Большой шаг в сверхбезопасной квантовой связи благодаря новому источнику запутанности

Квантовая запутанность — это явление, при котором одна или несколько пар частиц образуют связанную систему и демонстрируют взаимозависимые квантовые состояния, независимо от расстояния между ними. Таким образом, между физическими свойствами этих частиц существует постоянная корреляция. Впервые этот принцип был экспериментально продемонстрирован Аленом Аспектом, Джоном Клаузером и Антоном Цайлингером, за что они были удостоены Нобелевской премии по физике в 2022 году. С тех пор это явление широко изучается с точки зрения его потенциального применения в передовых технологиях связи и визуализации. Однако получение достаточно стабильных для таких применений запутываний остается серьезной проблемой. "Сочетание высокой степени запутанности и высокой эффективности необходимо для таких интересных приложений, как квантовое распределение ключей или квантовые ретрансляторы, которые должны увеличить расстояние безопасной квантовой связи в глобальном масштабе или связать удаленные квантовые компьютеры", — объясняет Майкл Реймер в пресс-релизе Института квантовых вычислений (IQC) при Университете Ватерлоо (Бельгия). Чтобы преодолеть эту проблему, недавно были исследованы квантовые точки. Впервые их исследовали Мунги Бавенди, Луи Брус и Алексей Екимов, лауреаты Нобелевской премии по химии 2023 года. Они представляют собой кристаллические наноструктуры полупроводников, содержащие от нескольких сотен до нескольких тысяч атомов. Предполагается, что их структура обеспечивает достаточно высокий уровень конфайнмента, чтобы эффективно генерировать идеально запутанные фотоны. Однако и здесь возникает трудность, связанная с явлением, известным как "расщепление тонкой структуры". "Исторически системы квантовых точек сталкивались с проблемой, называемой расщеплением тонкой структуры, которая приводит к тому, что запутанное состояние осциллирует во времени. Это означает, что измерения, проводимые с помощью медленной системы детектирования, не позволяют измерить запутанность", — объясняет Маттео Пеннаккиетти (Matteo Pennacchietti), также исследователь из IQC. В своем новом исследовании, недавно опубликованном в журнале Communications Physics, Пеннаккиетти и его коллеги предлагают преодолеть эти две трудности одновременно с помощью новой системы квантовых точек. Они позволили получить практически идеальные пары запутанных фотонов. "Предыдущие эксперименты демонстрировали либо почти идеальную запутанность, либо высокую эффективность, но мы первыми выполнили оба эти требования с помощью квантовой точки", — говорит Реймер.

 В 65 раз эффективнее, чем предыдущие методы.

Для создания нового источника фотонной запутанности исследователи интегрировали квантовые точки на основе индия в нанопроволоки. Этот источник может генерировать запутанные пары фотонов по требованию с помощью лазеров. Затем они объединили квантовые точки с однофотонными детекторами высокого разрешения. В отличие от предыдущих методов обнаружения, это позволяет очень точно фиксировать время состояния запутанности в каждой точке, что делает возможным получение практически идеальных запутанностей. В лабораторных экспериментах новая система смогла генерировать пары фотонов с максимальным уровнем запутанности 98%. Полученная эффективность генерации в 65 раз выше, чем у предыдущих методик. Этот потенциал позволил создать источник запутанных фотонов для квантового распределения ключей (QKD*).

*QKD - это система для высокозащищенного обмена конфиденциальной информацией между двумя людьми, общающимися по общему каналу. Более конкретно, она позволяет двум людям генерировать и обмениваться секретными ключами, которые используются для шифрования и дешифрования сообщений. Поскольку система основана на квантовой механике, вторжение, вызвавшее аномалии, будет немедленно обнаружено.

Источник:

https://new-science.ru/na-solnce-obnaruzheno-radioizluchenie-pohozhee-na-planetarnye-polyarnye-siyaniya/

https://www.nature.com/articles/s42005-024-01547-3

Почему началась война с точки зрения науки, а не политики!

Physics Today: Ученые придумали двумерные сверхпроводящие чернила

Ученые из Принстонского университета изобрели сверхпроводящие двумерные чернила, которые можно легко хранить, наносить и применять на практике, пишет Physics Today. Эта технология, разработанная аспиранткой Сяою Сон, ее руководительницей Лесли Шооп и их коллегами, может совершить революцию в производстве микросхем и гибкой электроники, а также открыть дорогу к квантовым компьютерам.

Двумерными называют чернила, позволяющие нанести слой толщиной в одну молекулу. Создание двумерных объектов с помощью таких чернил не требует сложной техники, а полученные “рисунки” устойчивы к действию окружающей среды и не требуют защитных покрытий. Благодаря этим чернилам те двумерные материалы, которые ранее были доступны только в лабораторных условиях, могут стать коммерчески доступными. С помощью чернил, проводящих электричество, можно нарисовать электропроводящий узор. Они используются для нанесения микросхем на гибкие поверхности и могут пригодиться в самых разных областях, от бытовой электроники до суперкомпьютеров.

Материалом для чернил, которые синтезировала принстонская рабочая группа, послужил дисульфид вольфрама WS2. Он известен в виде нескольких модификаций — одинаковых по своему химическому составу, но различных по кристаллической структуре веществ. Для чернил использовался так называемый 1T′-дисульфид вольфрама. Получить его довольно сложно, поскольку обычные методы дают смесь различных кристаллических структур. Ранее было предсказано, что двумерные «чешуйки» 1T′ дисульфида вольфрама могут обладать свойством сверхпроводимости. Однако не существовало удобного способа получать эти «чешуйки» в промышленных масштабах.

Технология получения «чешуек» ранее была отработана на схожем веществе — дителлуриде вольфрама. Но двумерные чернила из него оказались неустойчивыми на воздухе и требовали сложных органических молекул-стабилизаторов. А существующие методы не позволяли выделить чистую 1T′-фазу двумерного дисульфида вольфрама; она оказывалась загрязнена другими кристаллическими фазами.

В качестве исходного вещества для синтеза дисульфида вольфрама ученые обычно использовали дисульфид калия-вольфрама, однако у них не получалось создать мономолекулярный дисульфид вольфрама с нужной кристаллической структурой. Принстонская аспирантка догадалась готовить исходное вещество при высокой температуре, что создало нужную кристаллическую структуру с упорядоченными слоями WS2. Чтобы удалить ионы калия, полученное вещество погружали в кислоту, а чтобы расслоить на мономолекулярные слои — облучали ультразвуком. Так были получены мономолекулярные слои дисульфида вольфрама с нужной структурой. Затем монослои были центрифугированы и помещены в обычную воду.

Полученные чернила, как оказалось, обладают целым рядом удивительных свойств. Они оказались устойчивы при комнатной температуре и не портились в течение месяца. Такими чернилами можно создавать “узоры”, которые также устойчивы к внешним воздействиям и не требуют защитных покрытий. Их можно наносить на самые разные подложки: вафли из кремния/оксида кремния, оксид индия-олова, боросиликатное стекло, полимерные материалы.

Но самое ценное — сверхпроводящие свойства этих чернил. Они обладают свойствами проводника при комнатной температуре и переходят в сверхпроводящее состояние при температуре 7,3° Кельвина, что выше всех значений для дихалькогенидов переходных металлов (халькогениды — соединения с серой и ее аналогами по таблице Менделеева). При этом важно, что полученный дисульфид вольфрама обладает нужной кристаллической структурой, иначе сверхпроводимости не получится.

Полученные чернила из дисульфида вольфрама — хороший кандидат в топологические изоляторы, то есть такие вещества, которые устроены как изолятор в объеме, но как проводник на поверхности. Топологические изоляторы считаются перспективным материалом для бездиссипационных транзисторов в квантовых компьютерах, работающих на квантовом эффекте Холла. (Эффект Холла — это возникновение в проводнике, находящемся в магнитном поле, электродвижущей силы, перпендикулярной направлениям тока и магнитного поля.)

Устойчивость полученных двумерных чернил к внешним воздействиям делает их интересным материалом для того, чтобы изучать соотношение между топологическими свойствами и сверхпроводимостью. Простота синтеза и стабильность полученных чернил предполагают, что их можно будет применить в самых разных областях, таких как квантовые вычисления, изготовление интегральных микросхем, а также гибких устройств.

https://theins.ru/news/261204

Репрограммирование вернуло зрение обезьянам

Компания Life Biosciences на ежегодной офтальмологической конференции ARVO объявила об успешном испытании частичного клеточного репрограммирования на приматах. Репрограммирование помогло обезьянам с искусственно вызванным нарушением зрения восстановить его до уровня сравнимого со здоровыми особями.

Клеточное репрограммирование - один из подходов к старению, фокусирующийся на одной из причин старения в модели Hallmarks of aging, - нарушениях эпигенома. Некоторые, как например Дэвид Синклер, один из авторов исследования и сооснователь Life Biosciences, считают, что нарушение эпигенома - это основная причина старения, и воздействие на нее автоматически повлияет и на все остальные причины старения. Синклер рассказывал о своих взглядах множество раз в интервью, он активно популяризует борьбу со старением:

Точка зрения спорная, но как бы то ни было, именно репрограммирование сейчас получает наибольшее внимание от инвесторов. Безос и Мильнер вложились в Альтос. CEO OpenAI Сэм Альтман вложил, как он говорит, практически все имевшиеся свободные деньги в две компании: в Helion, разрабатывающую ядерный синтез, - 375 миллионов, и в Retro Biosciences, разрабатывающую, в том числе, репрограммирование - 180 миллионов. Кроме этих двух, есть и другие стартапы с суммами в районе 100 млн.

Синклер же, изучающий старение в своей лаборатории в Гарвардской медицинской школе, пожалуй, один из двух главных ученых в мире (вместе с Обри Ди Греем), продвигающих борьбу со старением. Ранее в этом году он с командой исследователей выпустил работу, посвященную как раз эпигенетической теории старения. А в 2020 году способ, испытанный в этот раз на обезьянах, он успешно испытал на мышах с повреждением оптического нерва.

В этот раз с помощью лазера ученые наносили повреждения глазам обезьян. Обезьяны показывали снижение ключевых параметров зрения, типичное для людей с ишемической невропатией зрительного нерва, включая результаты электроретиноограммы, томографии и др.

На следующий день обезьяны получали внутриглазные инъекции вирусных векторов с тремя из четырех факторов Яманаки: OSK. Активация факторов производилась с помощью доксициклина, который обезьяны принимали систематически до конца исследования.

Обезьяны, получившие факторы Яманаки, показали значительные улучшения по результатам электроретинограммы. У них также увеличилось количество пучков аксонов.

К сожалению, подробностями, цифрами и графиками исследователи пока не поделились. Из всего этого можно вынести главное. Никакими самыми современными методами подобные повреждения нервов не лечатся. Репрограммирование омолодило клетки и позволило им восстановиться. Это большой шаг к началу испытаний на людях, но по большому счету, это не про зрительные невропатии и даже не про зрение. Те же самые методы применимы к другим тканям, возможно, к любым, ко всему организму. Раньше подобное проделывали отдельно с кожей человека и со старыми мышами целиком.

Единственное, что во всем этом меня немного беспокоит - личность Синклера. При том, что он ученый с мировым именем, двигающий передний край науки, популяризатор, он еще и мутноватый тип. Одна из его последних проделок - попытка руками FDA запретить к свободной продаже биодобавку NMN, которая, возможно, снижает эффекты старения, и приравнять ее к лекарствам. А одна из компаний Синклера, какое совпадение, как раз производит NMN. 

В Твиттере на Синклера, поделившегося новостью про обезьян, уже успели набижать конспирологи:

Еще из любопытного. Исполнительный директор Life Biosciences - Сундар Пичай, который также является руководителем фонда Hevolution, через который королевская семья Саудовской Аравии финансирует инициативы в области борьбы со старением по всему миру.

ДИКТАТУРА НОРМАЛЬНОСТИ

Мир создан так называемыми "нормальными" людьми для "нормальных" людей. "Ненормальные" объявлены психически больными (изобретение нормальных, подробнее об этом позже) и подвергаются "лечению" и всяческой дискриминации. 

Кто такие эти нормальные и ненормальные (психически больные) на самом деле? Ну это на самом деле просто варианты нормы или типы. 

"Психические расстройства" во многом, вероятно даже по-большей части обусловлены генами, а для того, чтобы понять, что генетических болезней на самом деле не существует - не нужно быть каким-то гением логики. Т.н. психически расстройства - это просто оценочное суждение основанное на степени полезности мутаций для конкретной среды в глазах нормальных. Если они вредны для данной среды с точки зрения нормальных, то их проявления объявляют генетическими заболеваниями, в том числе психическими. 

"Нормальные" - это просто очень успешный тип людей в данной среде, возможно он всегда был самым многочисленным, но если бы другие стали намного успешнее, то они бы гипотетически могли бы размножится, вытеснить остальные и стать большинством, т.е. другими нормисами. У нормальных видимо в среднем более высокий IQ, по сравнению с остальными, это, а так-же какие-то другие "преимущества" и сделали их типом по-умолчанию, эталоном с которым сравниваются остальные. 

Вот еще аргументы в пользу того, что психически больные это просто варианты нормы:

- аутисты стремятся общаться с себе подобными, а так-же лучше понимают друг друга, чем нормальных. 

- нормальные тоже больше стремятся общаться с себе подобными и лучше понимают друг друга, чем аутистов. 

"Статья в журнале «Аутизм» переворачивает расхожий стереотип о том, что аутичным людям трудно представить, что чувствуют другие.

Участникам показали видеоклипы, в которых аутичные и неаутичные люди пересказывают эмоциональные события, и выяснилось, что людям без аутизма гораздо сложнее отслеживать эмоции аутичных людей."

https://www.brunel.ac.uk/news-and-events/news/articles/%EF%BB%BFAutistic-peoples-feelings-mostly-misread-%E2%80%93-empathy-works-both-ways-research-reveals

Немного о собственно диктатуре нормальности:

-законы созданы для удобства нормальных и по их представлениям о норме, справедливости, здравомыслии и т.п. 

- всех, кто имеет отличные ценности - изолируют: запирают в тюрьмы или психиатрические больницы, или просто подвергают остракизму. 

Например, психопаты наверное не видят чего-то особо плохого в убийствах, изнасилованиях и других подобных поступках, но их за это сажают.  

Резка лука: миф о серной кислоте

Не единожды уже приходилось встречать в интернете, в том числе и на просторах джоя, миф о том, что лакриматорный эффект, наблюдаемый при резке лука связан с тем, что выделяемый из разрушенных клеток лука летучий син-пропантиаль-S-оксид превращается при контакте со слезной жидкостью в серную кислоту, которая и раздражает нервные окончания.

https://joyreactor.cc/post/3644158#comment16968202

https://ar.reactor.cc/post/4661571#comment22306129

https://joyreactor.cc/post/5630162#comment28299100

Однако это объяснение является с точки зрения как химии, так и биохимии полнейшей чушью. Не знаю истоков его возникновения, но, полагаю, что без изнасилования ученым журналиста не обошлось. Возможно "журналист" не совсем внимательно прочитал соответствующий материал [биохимическими предшественниками тиаль-S-оксидов являются сульфеновые кислоты, а воспринять незнакомое sulfenic acid как родное sulfuric acid проще, чем ручку расписать, и уже неважно, что прекурсор /= продукт], а возможно решил, что средний читатель — недалекого ума потребитель пива и телевизора, которому серная кислота ближе и роднее, чем какие-то тиаль-S-оксиды.

Как бы то ни было, корректное научное объяснение [например: https://www.scientificamerican.com/article/what-is-the-chemical-proc/] до сих пор проигрывает неравную битву с псевдонаучным мифом.

Интересно, что недавно миф был изложен мне (как истина!) знакомой кандидатом химических наук и старшим научным сотрудником. Из интереса я спросил: "А как син-пропантиаль-S-оксид превращается при контакте с водой в серную кислоту? Ведь там принципиально разные степени окисления серы…"

И получил приблизительно такой ответ: "Какая разница. Я это в интернете нашла! На серьезном сайте [какой-то американский медиа-ресурс, а-ля NY Times, или что-то подобное]!"

Не менее занимательным оказалось общение по этому поводу с chat-GPT. На первый вопрос он выдал мне ту же чушь о превращении тиаль-S-оксида в серную кислоту. А далее:

Запрос другим пользователем через некоторое время привел к приблизительно такому же результату, с ошибкой и самоисправлением после уточняющих вопросов. Все-таки это лишь продвинутая LLM, и до реального AI еще работать и работать.