"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ.
Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.
|
|
20.11.2017
13:42 |
Физики применили квантовую симуляцию для расшифровки механизмов фотосинтеза 
Международная команда ученых-физиков из НИТУ "МИСиС", Российского квантового центра, Университета Карлсруэ и Университета Майнца из Германии научилась моделировать процессы, которые могут помочь в расшифровке механизмов фотосинтеза. Статья, посвященная этому исследованию, была опубликована в журнале Nature Communications.
Под фотосинтезом чаще всего понимается совокупность процессов поглощения, превращения и использования энергии света в различных реакциях, в том числе преобразование углекислого газа в органические вещества с выделением кислорода. В связи с уменьшением количества растений на Земле воспроизведение фотосинтеза в искусственных условиях является на данный момент весьма актуальной задачей. Но чтобы повторить некий процесс, сначала необходимо его понять.
Однако данная задачка оказалась крепким орешком, и для поиска ответов на некоторые ее вопросы не хватает мощности компьютеров всего мира. Поэтому исследователи прибегли к моделированию при помощи квантовых компьютеров.
"Свет в момент поглощения его веществом взаимодействует с колебаниями межатомных связей в молекулах, в частности с теми, которые отвечают за фотосинтез. Свойства таких колебаний позволяют молекулам "запасать" большое количество квантов света, то есть энергии. Также известно, что в процессе фотосинтеза поглощается квант света (наименьшая величина в измерении энергии электромагнитных волн) — фотон, и его энергия при взаимодействии с веществом поглощается почти полностью. Коэффициент полезного действия этого процесса больше 50%. Это очень высокоэффективный процесс преобразования энергии света в энергию, "хранящуюся" в материи", — рассказывает Алексей Устинов, заведующий лабораторией "Сверхпроводящие метаматериалы" НИТУ "МИСиС" и руководитель группы Российского квантового центра.
В данном случае в качестве "ячейки памяти" квантового компьютера были взяты искусственные атомы — кубиты. Они ведут себя как природные частицы, имеют такое же строение на квантовом уровне. Но их структуру (а следовательно, и физические свойства) можно мгновенно менять. В частности, расстояние между энергетическими уровнями, то есть величину энергии, необходимую для перехода искусственного атома с одного уровня на другой. Необходимым для квантовых измерений условием является низкая температура — она поддерживалась на уровне 20 милликельвин, почти абсолютный ноль! Такой экстремальный "мороз" необходим для того, чтобы тепловые колебания не мешали наблюдать за квантово-механическими процессами.
Термин "сверхпроводниковый" означает, что материал кубита обладает строго нулевым электрическим сопротивлением при достижении им температуры ниже определенного значения. Это также необходимо для нейтрализации излишних передвижений электронов. Для считывания состояния кубитов (на чем и основан метода расчета в квантовых компьютерах) использовалось изменение частоты света.
Систему, в которой есть только один фотон и всего одна двухуровневая система, то есть искусственный атом, можно рассчитать и на обычном компьютере. Но в реальности фотонов много, они могут взаимодействовать с несколькими искусственными системами, и только квантовый компьютер позволяет произвести расчеты в сложной системе, подобной природному процессу фотосинтеза.
По информации https://ria.ru/science/20171120/1509049070.html
|
|
20.11.2017
13:39 |
МГУ: "наступление" лесов на торфяники ускорит глобальное потепление 
Ученые из МГУ, ряда других российских вузов и их зарубежные коллеги выяснили, что зарастание торфяных болот лесами способствует повышению среднегодовых . . . |
|
20.11.2017
13:22 |
Робот Федор станет Героем России 
Российского робота-андроида Федора к 2024 году отправят на Международную космическую станцию (МКС). Он станет помощником пилота, рассказали «Известиям» в Фонде . . . |
|
19.11.2017
21:56 |
Прощай, хард! Что заменит жесткие диски 
Первые устройства для записи информации появились в середине прошлого века. С тех пор они значительно уменьшились в размерах и прибавили в плотности записи. Но . . . |
|
19.11.2017
15:06 |
Ученые выяснили, почему тяжело избавиться от неприятных воспоминаний 
Ученые обнаружили, что мозг различает воспоминания во сне и по-разному их обрабатывает. Исследования на эту тему были представлены на ежегодной конференции . . . |
|
19.11.2017
14:56 |
Новая теория переписала начало Чернобыльской катастрофы
Группа шведских ученых представила новую теорию, проливающую свет на первые секунды аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году. С подробностями можно ознакомиться в . . . |
|
19.11.2017
14:11 |
Китай обогнал США по количеству суперкомпьютеров 
Китай впервые в истории обогнал США по количеству суперкомпьютеров в мире, согласно новой версии рейтинга ТОП -500. Из 500 мощнейших компьютеров в мире 202 приходятся . . . |
|
19.11.2017
14:03 |
7 ключевых изменений в будущем планеты и человечества 
Всемирно известный экономист Кьелл Нордстрем делится мнением о трендах в экономике и политике Профессор Стокгольмской школы экономики Кьелл Нордстрем совсем не . . . |
|
18.11.2017
19:30 |
Туннелирующие электроны показали зонную структуру глубоких слоев 
Американские физики разработали новый метод визуализации зонной структуры двумерных слоев, находящихся довольно далеко от поверхности материала . . . |
|
18.11.2017
18:32 |
Проведена первая в мире пересадка головы человека
Первая в мире пересадка головы человека была проведена на трупе в Китае в ходе 18-часовой операции. Во время процедуры удалось восстановить позвоночник, нервы и . . . |
|
18.11.2017
18:29 |
Крупнейшее в мире воздушное судно сдулось и снова упало 
Крупнейшее в мире воздушное судно Airlander 10 рухнуло на поле в английском графстве Бедфордшир. Об этом в субботу, 18 ноября, сообщает The Sun. По предварительной . . . |
|
17.11.2017
22:53 |
Поиски «тяжелой» темной материи в очередной раз не дали результатов 
Крупнейший детектор «тяжелой» темной материи, XENON1T, не нашел следов ее существования, что сделало природу этой субстанции еще более загадочной для ученых, . . . |
|
17.11.2017
22:39 |
Ученые работают над каталогом абсолютно всех виды микроорганизмов Земли 
Практически каждый человек знает, что на Земле существует невидимая невооруженному глазу микробиологическая жизнь, однако далеко не всем известны истинные . . . |
|
17.11.2017
19:45 |
Российские физики разобрались в поведении легких частиц темной материи
Российские ученые выдвинули новую модель осцилляций стерильных нейтрино. Она может решить целый ряд важных проблем фундаментальной физики, в том числе и загадку . . . |
|
17.11.2017
19:42 |
НАСА: подо льдами Антарктики существует гигантское озеро из магмы 
Геологи и ученые из НАСА нашли на территории земли Мэри Бэрд на западе Антарктиды гигантское подземное «озеро», заполненное магмой, чье существование пока . . . |
|
17.11.2017
19:38 |
Ученые увидели «фейерверк», создаваемый атомами при ультранизкой температуре 
Ученым, производящим исследования мира атомов и элементарных частиц, достаточно часто приходится сталкиваться с явлениями, напоминающими фейерверк. В . . . |
|
17.11.2017
19:18 |
Ученые: Землю "бомбардирует" антиматерия экзотического происхождения
Наблюдения за соседними пульсарами не помогли ученым найти источник загадочных потоков антиматерии, "бомбардирующих" Землю из космоса, что указывает на их крайне . . . |
|
17.11.2017
19:13 |
"Планета-алмаз" в созвездии Рака обладает атмосферой, заявляют ученые
Причудливая "планета-алмаз" 55 Сnc e в созвездии Рака обладает неким подобием атмосферы, несмотря на то, что ее поверхность раскалена на несколько тысяч градусов . . . |
|
17.11.2017
19:07 |
Зонд Juno получил фотографии гигантского белого урагана на Юпитере 
Автоматическая станция Juno получила необычно детальные фотографии Юпитера, на которых можно увидеть гигантский шторм размером с четверть Земли, недавно возникший . . . |
|
17.11.2017
19:01 |
Ученые подсчитали мощность компьютера размером с Вселенную
Вселенную можно использовать в качестве сверхмощного вычислительного устройства, способного искать ответы на сверхсложные задачи в миллионы раз быстрее . . . |
