Земля. Хроники Жизни.
Главная | Прогулки в Квантовом Мире - Страница 23 - Форум | Регистрация | Вход
 
Вторник, 11.12.2018, 21:58
Приветствую Вас Гость |Личные сообщения() ·| PDA | RSS
[ Новые сообщения · Участники · Правила форума · Поиск · RSS ]
Форум » Самое обсуждаемое » Горячие темы » Прогулки в Квантовом Мире (открытия, гипотезы, мнения, просто о сложном)
Прогулки в Квантовом Мире
VizorДата: Среда, 28.03.2018, 00:00 | Сообщение # 331
Группа: Проверенные
Сообщений: 307
Репутация: off
Цитата kvantic ()
Чем более гладкая поверхность, тем больше её отражающая способность.
Чем более шероховатая, тем больше-поглощающая.

Все поверхности шероховатые. Так называемые полированные поверхности, это поверхности с более или менее большой площадью островков с ориентированными молекулами на поверхности. Потому фотоны, попадая на одинаково ориентированные молекулы (а точнее электроны молекул), насыщают спин электрона своей энергией и при провороте опять выделяются в виде фотона (спина света). А по скольку большая часть молекул поверхности зеркала ориентирована одинаково - то и испускание фотонов идет в одном направлении.
Наблюдение на этом уровне природы не отличимо от воздействия. По этому наблюдатель не просто наблюдает за частью отраженного света. Он вмешивается в процесс. Измерение состояния спина - всегда вовлечение его во взаимодействие. Отсюда и наблюдение приводит к изменению картины.
Так что человек сам по себе как наблюдатель ничего не стоит. Все дело в физическом вмешательстве в процесс, которое все так легко называют "наблюдением".
LOGДата: Среда, 28.03.2018, 00:52 | Сообщение # 332
Группа: Искатель
Сообщений: 614
Репутация: off
Танк весёлый броневик, озорует, балует, дразнит, но ни в коем разе ни кому не желает плохого.
Vizor!
kvantic!

Любая поверхность, отражая, прокатывает объект на размер длины угла падения.
Выражаясь языком древних "время это река и некоторые из людей могут по ней перемещаться в любом направлении".
Каждый атом физика имеет малые атомы, каждый малый атом имеет своё ядро.
Водород имеет вес 18-ти малых атомов с восемнадцатью ядрами.
Кстати сказать 18 одно из священных чисел.
Каждый малый атом имеет свой спин, вокруг своей оси и вокруг общего центра масс. Вращение всех малых атомов плоское с небольшой прецессией, совокупное их вращение создаёт сферу напоминающую тороид. Очень малое изменение наклона одного из малых атомов относится к какому либо времени и т.д.
Современная физика стоит на пороге открытия Закона отрицания-отрицания, это открытие приведёт их к отрицанию современных формул.
Такая вот засада. Чему весьма доволен:) ))


Сообщение отредактировал LOG - Среда, 28.03.2018, 00:54
VizorДата: Среда, 28.03.2018, 01:17 | Сообщение # 333
Группа: Проверенные
Сообщений: 307
Репутация: off
Цитата LOG ()
отрицанию современных формул.

не понял?
то есть Еmc² ??
kvanticДата: Среда, 28.03.2018, 09:28 | Сообщение # 334
Группа: Проверенные
Сообщений: 8911
Репутация: off
[b]КОМПЬЮТЕРЫ
Перспективы 50-кубитных квантовых компьютеров
21.03.2018


50 кубитный квантовый компьютер



Первый реально работающий 50-кубитный квантовый компьютер, представлен IBM в конце прошлого года.
Пока что это событие больше относится к экспериментальным, однако реальные вычисления с помощью 50-кубитного процессора уже проводятся.

Больше того, IBM предполагает в недалеком будущем предоставить доступ к возможностям нового квантового суперкомпьютера в рамках проекта IBM Q. Этот проект подразумевает организацию облачных вычислений, то есть доступ к компьютеру происходит посредством облака IBM Cloud.

Что такое кубитный квантовый компьютер


Квантовые компьютеры используют для проведения вычислений совершенно другую элементную базу. В качестве элементов для таких процессоров используются атомы, электроны или фотоны. А в качестве единицы информации – не биты, имеющие всего два состояния, 0 и 1, а кубиты, способные иметь много состояний одновременно.

В качестве элементной базы 50-кубитного компьютера IBM использовались холодные атомы рубидия, захваченные в ловушку оптическими пинцетами из сфокусированных лазерных лучей. Вся система охлаждается до температур, близких к абсолютному нулю.

Кубитом в данном случае является атом рубидия, который в невозбужденном, равновесном состоянии представляет из себя 0. Но при переходе в возбужденное состояние, под действием лазерного луча, может принимать одновременно множество значений, так как внешний электрон может переходить на разные орбитали.

При этом электроны каждого атома могут взаимодействовать с электронами соседних атомов, увеличивая сложность и многообразие состояний. Это многообразие и используется для проведения вычислений квантового компьютера.

Понятно, что управление кубитами требует не только очень сложной архитектуры квантового компьютера, но и совершенно иной логики вычислений, отличной от привычной битовой схемы обработки информации. Поэтому 50-кубитный квантовый процессор больше похож на прекрасную ажурную золотую люстру, чем на суровые плоские привычные микросхемы битовых процессоров.

Перспективы квантовых вычислений
Использование квантовых способов обработки информации способно многократно увеличить возможности компьютеров. При этом и сама информация обрабатывается не по простому принципу перебора вариантов, а по особым алгоритмам, таким как алгоритмы Шора, Дойча-Йожи и Гровера.

Создание квантовых компьютеров – огромный шаг в деле развития искусственного интеллекта, поскольку способно не просто увеличить скорость и одновременность вычислений, но и использовать методы нового взгляда на их результаты.

Уже около 60 тысяч пользователей использовали возможности облачного 20-кубитового квантового компьютера IBM Q для проведения собственных исследований. После подключения в облако 50-кубитового компьютера эти возможности увеличатся кратно.

Нетрудно представить себе некий квантовый суперкомпьютер, к которому, посредством облака, обращаются за помощью миллионы жителей Земли, получая быстрые и точные ответы.
Ведь 50-кубитовый процессор – это даже не детство, а младенчество квантовых компьютеров, которые, несомненно, будут развиваться и расти.[/b]
kvanticДата: Среда, 28.03.2018, 09:36 | Сообщение # 335
Группа: Проверенные
Сообщений: 8911
Репутация: off
kvanticДата: Среда, 28.03.2018, 10:02 | Сообщение # 336
Группа: Проверенные
Сообщений: 8911
Репутация: off
В размещенном выше видео вы, возможно, "споткнулись" о выражение "КВАНТОВОЕ ТУННЕЛИРОВАНИЕ".
Да, я не объяснила....
Ну что, нырнем в туннель, оставив пока всё над головой... там пока совсем темно, но вскоре мы увидим свет.


Процесс квантового туннелирования

Начну с двух простых вопросов с достаточно интуитивными ответами. Возьмём чашу и шарик (рис. 1). Если мне нужно, чтобы:

• шарик оставался неподвижным после того, как я помещу его в чашу, и
• он оставался примерно в том же положении при перемещении чаши,

то куда мне его положить?



Рис. 1

Конечно, мне нужно положить его в центр, на самое дно. Почему? Интуитивно ясно, что если я положу его куда-то ещё, он скатится до дна, и будет болтаться туда и сюда. В итоге трение уменьшит высоту болтаний и затормозит его внизу.

В принципе можно попробовать уравновесить шарик на краю чаши. Но если я немного потрясу её, шарик потеряет равновесие у падёт. Так что это место не удовлетворяет второму критерию в моём вопросе.

Назовём положение, в котором шарик остаётся неподвижным, и от которого он не сильно отклоняется при небольших движениях чаши или шарика, «стабильным положением шарика». Дно чаши — такое стабильное положение.

Другой вопрос. Если у меня есть две чаши, как на рис. 2, где будут стабильные положения для шарика? Это тоже просто: таких мест два, а именно, на дне каждой из чаш.



Рис. 2

Наконец, ещё один вопрос с интуитивно понятным ответом. Если я размещу шарик на дне чаши 1, а потом выйду из комнаты, закрою её, гарантирую, что никто туда не зайдёт, проверю, что в этом месте не было землетрясений и других потрясений, то каковы шансы, что через десять лет, когда я вновь открою комнату, я обнаружу шарик на дне чаши 2? Конечно, нулевые. Чтобы шарик переместился со дна чаши 1 на дно чаши 2, кто-то или что-то должны взять шарик и переместить его с места на место, над краем чаши 1, в сторону чаши 2 и затем над краем чаши 2. Очевидно, что шарик останется на дне чаши 1.

Очевидно и по сути верно. И всё же, в квантовом мире, в котором мы живём, ни один объект не остаётся по-настоящему неподвижным, и его положение точно неизвестно. Так что ни один из этих ответов не верен на 100%.

Туннелирование



Рис. 3

Если я размещу элементарную частицу вроде электрона в магнитной ловушке (рис. 3) работающей, как чаша, стремящейся подтолкнуть электрон к центру точно так же, как гравитация и стены чаши толкают шарик к центру чаши на рис. 1, тогда каково будет стабильное положение электрона? Как и следовало интуитивно ожидать, среднее положение электрона будет стационарным, только если разместить его в центре ловушки.

Но квантовая механика добавляет один нюанс. Электрон не может оставаться неподвижным; его положение подвержено «квантовому дрожанию». Из-за этого его положение и движение постоянно меняется, или даже обладает некоей долей неопределённости (это работает знаменитый «принцип неопределённости»).
Только среднее положение электрона находится в центре ловушки; если посмотреть на электрон, то он окажется где-нибудь в другом месте ловушки, рядом с центром, но не совсем там.
Электрон неподвижен только в таком смысле: он обычно двигается, но его движение случайное, и поскольку он находится в ловушке, в среднем он никуда не сдвигается.

Это немного странно, но всего лишь отражает тот факт, что электрон представляет собой не то, что вы думаете, и не ведёт себя так, как любой из виденных вами объектов.
kvanticДата: Среда, 28.03.2018, 10:06 | Сообщение # 337
Группа: Проверенные
Сообщений: 8911
Репутация: off
Ну вот, мы уже прошли середину нашего туннеля.
Двигаемся дальше.
Это, кстати, также гарантирует, что электрон нельзя уравновесить на краю ловушки, в отличие от шарика на краю чаши (как внизу на рис. 1). Положение электрона не определено точно, поэтому его нельзя точно уравновесить; поэтому, даже без встряхиваний ловушки, электрон потеряет равновесие и почти сразу сорвётся.

Но что более странно, так это тот случай, когда у меня будет две ловушки, отделённые друг от друга, и я размещу электрон в одной из них. Да, центр одной из ловушек — хорошее, стабильное положение для электрона. Это так — в том смысле, что электрон может оставаться там и не убежит, если потрясти ловушку.

Однако, если разместить электрон в ловушке №1, и уйти, закрыть комнату и т.п., существует определённая вероятность того (рис. 4), что, когда я вернусь электрон будет находиться в ловушке №2.



Рис. 4

Как он это сделал? Если представлять себе электроны в виде шариков, вы этого не поймёте.
Но электроны не похожи на шарики (или, по крайней мере, на ваше интуитивное представление о шариках), и их квантовое дрожание даёт им крайне небольшой, но ненулевой шанс «прохода сквозь стены» — кажущаяся невероятной возможность переместиться на другую сторону.
Это называется туннелированием — но не надо думать, что электрон прокапывает дырку в стене. И вы никогда не сможете поймать его в стене — так сказать, с поличным. Просто стена не полностью непроницаема для таких вещей, как электрон; электроны нельзя так легко поймать в ловушку.

На самом деле, всё ещё безумнее: поскольку это правда для электрона, это правда и для шарика в вазе. Шарик может оказаться в вазе 2, если подождать достаточно долго. Но вероятность этого чрезвычайно мала. Так мала, что даже если подождать миллиард лет, или даже миллиарды миллиардов миллиардов лет, этого будет недостаточно. С практической точки зрения этого «никогда» не произойдёт.

Наш мир — квантовый, и все объекты состоят из элементарных частиц и подчиняются правилам квантовой физики. Квантовое дрожание присутствует постоянно. Но большая часть объектов, масса которых велика по сравнению с массой элементарных частиц — шарик, к примеру, или даже пылинка — это квантовое дрожание слишком мелкое, чтобы его обнаружить, за исключением особо разработанных экспериментов. И следующая из этого возможность туннелировать сквозь стены тоже не наблюдается в обычной жизни.

Иначе говоря: любой объект может туннелировать сквозь стену, но вероятность этого обычно резко уменьшается, если:

• у объекта большая масса,
• стена толстая (большое расстояние между двумя сторонами),
• стену трудно преодолеть (чтобы пробить стену, нужно много энергии).


В принципе шарик может преодолеть край чаши, но на практике это может оказаться невозможным. Электрону может быть легко сбежать из ловушки, если ловушки расположены близко и не очень глубокие, но может быть и очень сложно, если они расположены далеко и очень глубокие.
kvanticДата: Среда, 28.03.2018, 10:13 | Сообщение # 338
Группа: Проверенные
Сообщений: 8911
Репутация: off
Завершаем наше путешествие по туннелю. smile

А точно туннелирование происходит?




Рис. 5

А может, это туннелирование — просто теория?
Точно нет.
Оно фундаментально для химии, происходит во многих материалах, играет роль в биологии, и это принцип, используемый в наших самых хитрых и мощных микроскопах.

Для краткости давайте я остановлюсь на микроскопе. На рис. 5 представлено изображение атомов, сделанное при помощи сканирующего туннельного микроскопа.
У такого микроскопа есть узкая игла, чей кончик двигается в непосредственной близости к изучаемому материалу (см. рис. 6). Материал и иголка, разумеется, состоят из атомов; а на задворках атомов находятся электроны. Грубо говоря, электроны находятся в ловушке внутри изучаемого материала или на кончике микроскопа. Но чем ближе кончик к поверхности, тем более вероятен туннельный переход электронов между ними.
Простое устройство (между материалом и иглой поддерживается разница потенциалов) гарантирует, что электроны предпочтут перескакивать с поверхности на иглу, и этот поток — электрический ток, поддающийся измерению.
Игла двигается над поверхностью, и поверхность оказывается то ближе, то дальше от кончика, и ток меняется — становится сильнее с уменьшением расстояния и слабее с увеличением.
Отслеживая ток (или, наоборот, двигая иглу вверх и вниз для поддержания постоянного тока) при сканировании поверхности, микроскоп делает вывод о форме этой поверхности, и часто детализации хватает для того, чтобы разглядеть отдельные атомы.



Рис. 6

Туннелирование играет и множество других ролей в природе и современных технологиях.

Туннелирование между ловушками разной глубины


На рис. 4 я подразумевала, что у обеих ловушек одинаковая глубина — точно так же, как у обеих чаш на рис. 2 одинаковая форма. Это означает, что электрон, находясь в любой из ловушек, с одинаковой вероятностью перескочит в другую.

Теперь допустим, что одна ловушка для электрона на рис. 4 глубже другой — точно так же, как если бы одна чаша на рис. 2 была глубже другой (см. рис. 7).
Хотя электрон может туннелировать в любом направлении, ему будет гораздо проще туннелировать из более мелкой в более глубокую ловушку, чем наоборот.
Соответственно, если мы подождём достаточно долго, чтобы у электрона было достаточно времени туннелировать в любом направлении и вернуться, а затем начнём проводить измерения с целью определить его местонахождение, мы чаще всего будем находить его в глубокой ловушке. (На самом деле и тут есть свои нюансы, всё зависит ещё и от формы ловушки). При этом разница глубин не обязательно должна быть крупной для того, чтобы туннелирование из более глубокой в более мелкую ловушку стало чрезвычайно редким.

Короче, туннелирование в целом будет происходить в обоих направлениях, но вероятность перехода из мелкой ловушки в глубокую гораздо больше.



Рис. 7

Именно эта особенность используется в сканирующем туннельном микроскопе, чтобы гарантировать, что электроны будут переходить только в одном направлении.
По сути кончик иглы микроскопа оказывается более глубокой ловушкой, чем изучаемая поверхность, поэтому электроны предпочитают туннелировать из поверхности на иглу, а не наоборот.
Но микроскоп будет работать и в противоположном случае. Ловушки делаются глубже или мельче при помощи источника питания, создающего разность потенциалов между иглой и поверхностью, что создаёт разницу в энергиях у электронов на игле и электронов на поверхности.
Поскольку заставить электроны чаще туннелировать в одном направлении, чем в другом, оказывается довольно просто, это туннелирование становится практически полезным для использования в электронике.
LOGДата: Среда, 28.03.2018, 10:17 | Сообщение # 339
Группа: Искатель
Сообщений: 614
Репутация: off
Vizor!
Вопрос.
Что такое скорость без относительных параметров?
smile )))))))))))))
kvantic!
И ещё вопросик.
Двигается ли ДЫРКА?


Сообщение отредактировал LOG - Среда, 28.03.2018, 10:26
kvanticДата: Среда, 28.03.2018, 10:29 | Сообщение # 340
Группа: Проверенные
Сообщений: 8911
Репутация: off
Квантовое туннелирование - это способность частиц проникать за энергетический барьер, величина которого превышает энергию этих частиц. Это, как если бы Вы могли пройти сквозь кошачью дверцу.

Туннельный эффект, туннелирование — преодоление микрочастицей потенциального барьера в случае, когда её полная энергия (остающаяся при туннелировании неизменной) меньше высоты барьера.

Рассмотрим объект (например, машину) , перемещающийся по склону холма вверх. Для большей наглядности не будем учитывать никаких сил, которые действуют на объект, кроме гравитации (притяжения Земли) . Объект машина находится на высоте 500 м над уровнем моря, макушка горы - на высоте 1000 м, а равнина за горой - ниже уровня моря. Все объекты вселенной стремятся к низкому уровню потенциальной энергии, ученые называют это высоким уровнем энтропии. Согласно этому принципу машина стремится занять настолько низкий энергетический уровень, насколько возможно. Согласно классической механике, для того чтобы оказаться на равнине с более низкой энергией, машина не может обойтись без работы двигателя, т. е. без дополнительной затраты энергии. Однако если существует прямой туннель от машины к равнине, она без дополнительных источников энергии переместится туда.

Примерно такой же эффект можно наблюдать при квантовом туннелировании, при котором некоторая элементарная частица (например фотон или электрон) способна преодолеть потенциальный барьер и достигнуть этим состояния с более низкой (самой низкой из возможных вариантов) потенциальной энергией, без традиционной затраты энергии, которая нужна в подобном случае в макромире.
Заметим, что туннелирование - феномен свойственный частицам чрезвычайно малого размера, обычно наблюдается с частицами с размером порядка атомного или меньше, и что при рассмотрении всех сил, действующих на частицу, выражение ее потенциала становится значительно сложнее. Также надо отметить, что частицы не могут совершать обратных перемещений, в которых их энергия увеличивается (без участия некой силы из вне) .
Без внешних влияний - эффект может происходить только в направлении понижения энергии, в соответствии со вторым законом термодинамики.
kvanticДата: Среда, 28.03.2018, 10:36 | Сообщение # 341
Группа: Проверенные
Сообщений: 8911
Репутация: off
И вот тут я столкнулась с проблемой...все видео и даже картинки по теме на английском!
Есть 2-3 видео на русском, но жутко нудные и трудны для понимания.
В чём дело?! surprised
kvanticДата: Среда, 28.03.2018, 10:38 | Сообщение # 342
Группа: Проверенные
Сообщений: 8911
Репутация: off
LOG,
ты бублики ел?
Дырка в торе. Когда бублик ко рту подносил, дырка двигалась?
LOGДата: Среда, 28.03.2018, 10:44 | Сообщение # 343
Группа: Искатель
Сообщений: 614
Репутация: off
kvantic!
каждый чел в миниатюре своём есть Чёрная дыра.
smile
кстати сказать баранки ем вместе с дыркой аштабыкрабымлябы сохранить силу тора smile ))))
Попробуй ..... баранка без дырки мало питательна :))


Сообщение отредактировал LOG - Среда, 28.03.2018, 10:47
kvanticДата: Среда, 28.03.2018, 11:06 | Сообщение # 344
Группа: Проверенные
Сообщений: 8911
Репутация: off
LOG,
ты аккуратнее с силой Тора и поеданием баранок...а то трансформируешься. biggrin

kvanticДата: Среда, 28.03.2018, 12:10 | Сообщение # 345
Группа: Проверенные
Сообщений: 8911
Репутация: off
Форум » Самое обсуждаемое » Горячие темы » Прогулки в Квантовом Мире (открытия, гипотезы, мнения, просто о сложном)
Поиск:
При использовании материалов Земля - Хроники Жизни гиперссылка на сайт earth-chronicles.ru обязательна.
Рейтинг@Mail.ru Яндекс цитирования