Ученые провели самые масштабные квантовые вычисления

Полный граф на 8 вершинах. Иллюстрация David Benbennick.

Американские и канадские ученые провели самое масштабное вычисление при помощи квантового компьютера на настоящий момент. Им удалось посчитать так называемые двухцветные числа Рамсея. Препринт статьи появился на сайте arXiv.org.

Теория Рамсея, названная в честь английского математика Франка Рамсея, – это раздел дискретной математики, занимающийся вопросами возникновения порядка в случайных системах. В частном случае, который изучался в работе, основная теорема звучит так – для любой пары чисел m и n найдется такое число R(m, n) (и называемое двухцветным числом Рамсея), что при любой раскраске полного графа с количеством вершин не меньше этого числа, в нем найдется либо полный подграф на m вершинах первого цвета, либо на n вершинах второго.

Примером на теорему Рамсея может служить следующая задача. Пусть решается вопрос о приглашении некоторого количества людей в гости. Мы знаем, что среди них нет n попарно знакомых, которые могли бы отделиться от общей вечеринки. Сколько надо пригласить людей, чтобы среди них было m попарно незнакомых?

Примечательно, что вычисление чисел Рамсея представляет сложнейшую задачу, поскольку проводится в лоб, громадным количеством переборов (например, до сих пор неизвестно R(5,5) – скорее всего оно лежит в пределах от 43 до 49).

Компания NEC продемонстрировала передачу данных с терабитными скоростями на расстояние более 10000 км

Представители корпорации NEC Corporation объявили об успешной реализации экспериментальной передачи информации со скоростью 1.15 Тб/с с использованием технологии оптического суперканала. Это первый в истории канал оптической передачи данных, использующий единственный источник лазерного света, способный передавать данные на большие расстояния. Используя технологию мультиплексирования длины волны удалось достичь суммарной пропускной способности канала в 4 Тб/с при спектральной эффективности 3.6 б/с/Гц. Результаты этого эксперимента демонстрирую возможность осуществления межконтинентальных коммуникаций с использованием относительно простой и рентабельной технологии суперканалов.

Оптические суперканалы позволяют передавать по одному оптическому волокну одновременно несколько несущих частот, отличающихся друг дот друга по фазе, с отдельной модуляцией каждой несущей. Совмещая это с традиционной технологией частотного ортогонального мультиплексирования (orthogonal frequency division multiplexing, OFDM), удается добиться более эффективного использования полосы пропускания оптического канала, увеличить значение спектральной эффективности и реализовать высокие скорости передачи данных с использованием света одного единственного лазера.

Система суперканала NEC использует самые современные коммуникационные аппаратные средства, новое многочастотное оптическое волокно с большим сердечником и низким уровнем пот ... Читать дальше »

Команда Андрея Гейма превратила графен в магнит

Супруга Андрея Гейма Ирина Григорьева за работой.

Нобелевский лауреат Андрей Гейм, получивший в конце 2011 года звание рыцаря-бакалавра, провел новое исследование, посвященное графену. Ведущим автором соответствующей публикации стала жена Гейма – Ирина Григорьева.

Русская физическая диаспора, обосновавшаяся в Манчестерском университете, отметила новогодние праздники.

Став рыцарями, сэр Андре и сэр Костя попали в очень заметную компанию, в которой много людей искусства и науки: Пол Маккартни, Элтон Джон, Энтони Хопкинс, знаменитый физик Роджер Пенроуз и британский историк князь Дмитрий Оболенский (1918–2001).

... Читать дальше »

Разработка одноатомных кремниевых проводников позволит закону Гордона Мура продержаться еще несколько поколений

Международная группа ученых, в составе которой находятся ученые из университета Нового Южного Уэльса (University of New South Wales), Мельбурнского университета (Melbourne University) и университета Пурду (Purdue University), реализовала технологию, применение которой позволит небезызвестному закону Гордона Мура продержаться еще несколько поколений (кратко о ней мы уже писали). Ученые разработали и изготовили самые тонкие в настоящее время проводники из кремния и фосфора, высотой всего в один атом фосфора и шириной в четыре атома. Несмотря на столь малые габариты, новые проводники демонстрируют электрическую проводимость, сопоставимую с электрической проводимостью медных проводников.

Предыдущие исследования, которые проводились в данном направлении, указывали на то, что при сокращении габаритных размеров проводников до отметки в 10 нм и меньше электрическое сопротивление последних должно увеличиваться по экспоненциальной зависимости в зависимости от приложенного напряжения. Это является прямым нарушением закона Ома, который описывает линейную зависимость тока от напряжения. Последние эксперименты и математическое моделирование, выполненное на суперкомпьютере, показали, что

кремний-фосфорные проводники будут иметь низкое сопротивление несмотр ... Читать дальше »

Графен в оптике: новая противолазерная защита

Ученые из Национального университета Сингапура, Национальной Лаборатории DSO и Кембриджского университета обнаружили, что графен может защитить от интенсивных лазерных импульсов.

Первоначально исследователи разрабатывали метод решения известной проблемы склеивания отдельных листов из атомов углерода. Для этого они присоединили к листам алкильные цепи, но при этом сохранили структуру графена. С помощью данной технологии удалось изготовить материал, который можно диспергировать в жидкости или нанести на пленку.

Как оказалось, новый материал обладает мощным нелинейным оптическим поглощением интенсивных наносекундных лазерных импульсов в широком спектральном диапазоне. По этому показателю он существенно превосходит суспензию углеродных нанотрубок или сажи.

Механизм нового явления следующий: свет облучает графен и создает долгоживущие пары электрон-дырка (экситон). Затем экситонный газ локализуется в присутствии тяжелых атомов, что вызывает сильное поглощение экситонов. В результате новый материал эффективно поглощает лазерное излучение. Это явление можно использовать, например, для защиты чувствительных датчиков и устройств от лазерного излучения, а также для создания высокоэффективных антибликовых покрытий.

Таким образом, найдено еще одной уникальное ... Читать дальше »