Наука

27.05.2022   Геннадий Детинич

Группа учёных из Делфтского технического университета в Нидерландах представила основу для квантового интернета — телепортационный ретранслятор для непрямой передачи квантовых состояний на расстояние. В ходе эксперимента квантовое состояние было передано между двумя не связанными напрямую узлами сети без потери данных, что стало важным шагом на пути к созданию квантового интернета.

Источник изображения: Ronald Hanson / Nature

Команда под руководством Рональда Хансона (Ronald Hanson) создала сеть из трёх узлов, каждый из которых представлял собой пару кубитов — одного для запоминания состояния, а второго для связи. За сохранение квантового состояния отвечал спин ядра атома углерода в алмазе — это был кубит «памяти», а спин электрона в каждой паре использовался для передачи квантового состояния другим узлам сети.

Затем спины электронов двух соседних напрямую соединённых узлов (В и C) были приведены в состояние квантовой запутанности. Это означает, что квантовое состояние одного кубита зависело от состояния другого. Запутанность ведёт к тому, что даже разнеся эти частицы далеко друг от друга, когда между ними отсутствует любое известное науке взаимодействие, квантовые состояния продолжают оставаться связанными. Например, измерение состояния одной из связанных частиц сразу же даёт информацию о состоянии другой и при этом происходит их разрушение.

Никаких проблем передать квантовое состояние между двумя соединёнными узлами не было. Учёные впервые воспользовались промежуточным узлом, чтобы подготовить запутанность и, затем, минуя прямую связь телепортировать запутанное состояние узлу A, который не был напрямую подключён к узлу ретранслятору C.

«Это действительно телепортация, как в научно-фантастических фильмах, — сказал Хансон в интервью New Scientist. — Состояние, или информация, действительно исчезает с одной стороны и появляется с другой, и поскольку оно не перемещается в пространстве между ними, [данные] также не могут потеряться».

Источник

Нехватка воды является серьезной проблемой для большей части населения нашей планеты, но при наличии соответствующего оборудования питьевую воду можно добывать даже из воздуха. Исследователи из Техасского университета в Остине продемонстрировали недорогую гелевую пленку, которая позволяет извлекать большое количество влаги даже из очень сухого воздуха.

Образец новой гелевой пленки, которая может извлекать огромное количество питьевой воды из воздуха. Университет Техаса в Остине

Гель состоит из двух недорогих и распространенных ингредиентов — целлюлозы, получаемой из клеточной ткани растений, и конжаковой камеди, широко используемой в качестве пищевой добавки. В результате взаимодействия этих двух компонентов образуется гелевая пленка, которая может поглощать воду из воздуха, а затем при необходимости высвобождать ее, не затрачивая при этом много энергии.

Технология работает следующим образом. Пористая структура камеди притягивает воду, конденсируя ее из окружающего воздуха. В свою очередь, целлюлоза при легком нагревании приобретает гидрофобные свойства, высвобождая захваченную влагу. 

По словам участников проекта, приготовить такой гель довольно просто. Основные ингредиенты смешиваются вместе и заливаются в форму, где они застывают в течение двух минут. После сублимационной сушки новый материал извлекается из формы и используется по назначению. Он может быть изготовлен практически любой необходимой формы, а его масштабирование достаточно не занимает много времени и не требует больших затрат.. 

Гелевую пленку можно резать и придавать желаемую форму. Техасский университет в Остине

В ходе испытаний гелевая пленка смогла извлечь из воздуха колоссальное количество воды. При относительной влажности в 30 процентов она производила около 13 литров (3,4 галлона) воды в день на килограмм геля, и даже при снижении влажности до 15 процентов (что является очень низким показателем даже для воздуха пустыни) она все равно могла обеспечить более 6 литров (1,6 галлона) в день на килограмм.

Это огромное улучшение по сравнению с другими устройствами для конденсации и сбора существующими на сегодняшний день. Самый высокий показатель ранее составлял 8,66 литров, но это было в воздухе с гораздо более высокой влажностью. Другие системы достигали 5,87 л  при влажности 30 процентов или даже 1,3 л.

По словам исследователей, эффективность нового гелиевого материала можно повысить еще больше, за счет создания более толстых пленок, абсорбирующих слоев и других конструкторских доработок. Пожалуй, самым важным является то, что материал очень дешев в производстве, его стоимость составляет всего 2 доллара США за килограмм. Это еще один важный фактор для расширения масштабов технологии и распространения ее в отдаленных районах и развивающихся странах, где она может быть востребована в первую очередь.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.

Источник

В Ленинградском ВНИИ Мощного Радиостроения очень украшали мою жизнь служебные командировки. Они были, в основном, связаны с пусконаладкой оборудования в различных филиалах АН. Там видел частенько умнейших интеллектуалов, перед которыми  инстинктивно преклонялся. Хотя, правда, особенно и не страдал, «как они от меня далеки-далеки: никогда не дадут руки».

В Ереванском филиале АН участвовал в настройке оборудования крупнейшего в стране уникального ускорителя АРУС. Сам ускоритель — это громаднейший прибор для научных исследований, раскинувшийся на многих гектарах роскошного фруктового сада. Этот прибор был уникальным в мировой науке, и его, можно сказать, изготавливала вся страна, не считаясь с материальными затратами, в том числе, на электроэнергию и металл.

 Реальными хозяевами АРУСа 70х годов были талантливые армянские физики, переполненные идеями исследования микромира, но имевшие весьма смутное представление о том, как поддерживать жизнь  килотонн  этого изысканного железа. Отсутствие хозяйского глаза, помноженное на советскую безответственность, приводило к громадным потерям рабочего времени ускорителя. Вопреки  установленным эксплуатационным нормам ускоритель почти непрерывно ремонтировался.  Сейчас в это трудно поверить, но на ускорителе не было полного пакета монтажных схем, например, при ремонте обычно приходилось интуитивно догадываться, где расположена та или иная силовая коммуникация.

Например, однажды  в нагрузке моей установки  где-то при достижении 15 кВ начал пробивать на корпус силовой кабель. Слышались периодические удары пробоев, но, где все это происходит конкретно подсказать никто не мог. Обычно в таких случаях надо было обращаться к местному  толковому монтажнику  К. Только в его личных записях на ученических тетрадках могла сохраниться информация о том, в какой из бесчисленных траншей мог проходить поврежденный кабель. Он мне и подсказал это, причем исключительно из личной симпатии. Хотя могло бы быть и иначе. Рассказывают, что много позже К ушел с работы на ускорителе, прихватив с собой черновички монтажных схем для дальнейшей успешной подковерной торговли информацией (тут я, безусловно, на его стороне:  во всех случаях специалист имеет моральное право  заставить бюрократов оплачивать его квалификацию).

Так вот я узнал, в какой именно траншее следует искать пробой. Теперь надо бы было поставить туда специально предназначенную для подобных дел портативную следящую телевизионную установку. Но она по уважительной причине оказалась не исправна. Не оказалось и простого «матюгальника» (дистанционного переговорного устройства). Пришлось наблюдения осуществлять «органолептическим способом». Уселся в траншее на деревянный ящик из-под винных бутылок. Голова в полуметре от кабеля 30 кВ, правда, к счастью, экранированного. Договорились о шифрах сигнализации по проводкам, подсоединенным к тестеру, пока жив и не оглох. К счастью, место пробоя оказалось метрах в двадцати от меня. Но страха от первого удара пробоя поднатерпелся. А пробитый кабель заменили в течение недели.

О теплом. Самым тяжелым было испытание температурой в августе. Конечно же, на ускорителе был предусмотрен кондиционер. Но он не работал. По уважительной причине. Рассказывали, что когда стали проверять его воздушный фильтр, обнаружили в нем массу насекомых, включая ужасных пауков и скорпионов. Тут же в благородном порыве сыпанули туда пачку отравы. И уж после этого сообщили службе саннадзора, которая и запретила на несколько месяцев включать вентиляцию. Так что пришлось настраивать силовое высоковольтное оборудование по пояс голым.

 Да еще однажды на соседней установке взорвался высоковольтный  конденсатор. Он и объемом–то всего (тьфу!) не более литра. Но почему-то электроизоляция превратилась в легчайшие хлопья черной взвеси, которая полностью осела на оборудовании лишь через несколько дней. К счастью, эта взвесь оказалась не электропроводной и таким образом не инициировала аварийные пробои работающих установок, но наши красные голые потные тела быстро облагородились дымчатым налетом, подобным пуху только что вылупившихся из яйца гусят.

Экспериментально обнаружил, что  в жару  не хочется, да и нельзя ничего мясного. В обед  систематически потреблял только хлеб, сметану, брынзу и сухое вино. Мяса захотелось лишь сразу же по прилете домой.

В процессе всех этих командировочных перепетий познакомился с уникальной  талантливой личностью Барышевым Александром Ивановичем. Именно он руководил железом и  умно разгребал непрерывный поток всяческих технических неувязок. Поражала его необычная для такого дела добродушная бесхитростность и нежелание, а, скорее всего, полное неумение лицемерить. И вечно руководство вызывало его для битья, а он никогда не юлил,  благородно говорил только правду, премного приправляя ее своим неизменно дерзким юмором. Своим примером он заставлял быть честными всех вокруг, включая и меня. Стыдно было при нем хитрить!

А что сегодня с этим ускорителем АРУС? Кто в курсе?

Петр Новыш- Санкт-Петербург

Источник