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Un processore quantistico intessuto di luce

26.10.2019

Un team internazionale di scienziati ha realizzato un processore per un computer quantistico universale, creando per la prima volta in 20 anni di ricerca in quest'area uno stato di cluster sufficientemente grande.

I computer quantistici promettono di risolvere problemi troppo complessi per le macchine classiche, ma hanno bisogno di molti componenti per farlo e tutti devono essere relativamente accurati. I moderni computer quantistici sono ancora troppo piccoli e spesso commettono errori. Un nuovo progetto di stati a grappolo, proposto da scienziati provenienti da Australia, Giappone e Stati Uniti, fornisce la scala necessaria e, infine, può superare i computer classici.

Gli stati del cluster sono un insieme di componenti quantistici entangled che eseguono calcoli quantistici. Per essere utile per risolvere problemi reali, uno stato cluster deve essere sufficientemente grande e avere la corretta struttura di entanglement. Tuttavia, nei 20 anni trascorsi da quando sono stati proposti, gli scienziati non sono stati in grado di realizzarli entrambi contemporaneamente, ha spiegato Nicholas Menicucci dell'Università di Melbourne. "Siamo stati i primi a raggiungere entrambi", ha detto.

Per ottenere gli stati dei cluster, i cristalli creati in un modo speciale convertono la normale luce laser e la luce quantistica, la cosiddetta luce compressa. Che viene poi intrecciato in uno stato a grappolo con una rete di specchi, divisori di raggio e fibre ottiche.

Questo progetto consente la generazione di un enorme stato di cluster bidimensionale con la capacità di scalare, abbastanza per creare un computer quantistico universale. Sebbene il livello di compressione - una misura della qualità - sia ancora troppo basso per risolvere problemi pratici, lo schema proposto consentirà di raggiungere livelli di compressione elevati.

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Mini condizionatore Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

L'estate è tempo di relax e di viaggi, ma spesso il caldo può trasformare questo periodo in un tormento insopportabile. Ti presentiamo un nuovo prodotto di Sony: il mini-condizionatore Reon Pocket 5, che promette di rendere l'estate più confortevole per i suoi utenti. Sony ha introdotto un dispositivo unico: il mini-condizionatore Reon Pocket 5, che fornisce raffreddamento al corpo nelle giornate calde. Con esso, gli utenti possono godersi la freschezza sempre e ovunque semplicemente indossandolo al collo. Questo mini-condizionatore è dotato di regolazione automatica delle modalità operative, nonché di sensori di temperatura e umidità. Grazie a tecnologie innovative, Reon Pocket 5 regola il proprio funzionamento a seconda dell'attività dell'utente e delle condizioni ambientali. Gli utenti possono regolare facilmente la temperatura utilizzando un'app mobile dedicata connessa tramite Bluetooth. Inoltre, per comodità, sono disponibili magliette e pantaloncini appositamente progettati, ai quali è possibile collegare un mini condizionatore d'aria. Il dispositivo può oh ... >>

Energia dallo spazio per Starship 08.05.2024

La produzione di energia solare nello spazio sta diventando sempre più fattibile con l’avvento di nuove tecnologie e lo sviluppo di programmi spaziali. Il capo della startup Virtus Solis ha condiviso la sua visione di utilizzare la Starship di SpaceX per creare centrali elettriche orbitali in grado di alimentare la Terra. La startup Virtus Solis ha svelato un ambizioso progetto per creare centrali elettriche orbitali utilizzando la Starship di SpaceX. Questa idea potrebbe cambiare significativamente il campo della produzione di energia solare, rendendola più accessibile ed economica. Il fulcro del piano della startup è ridurre i costi di lancio dei satelliti nello spazio utilizzando Starship. Si prevede che questa svolta tecnologica renderà la produzione di energia solare nello spazio più competitiva rispetto alle fonti energetiche tradizionali. Virtual Solis prevede di costruire grandi pannelli fotovoltaici in orbita, utilizzando Starship per fornire le attrezzature necessarie. Tuttavia, una delle sfide principali ... >>

Nuovo metodo per creare batterie potenti 08.05.2024

Con lo sviluppo della tecnologia e l’uso crescente dell’elettronica, la questione della creazione di fonti energetiche efficienti e sicure sta diventando sempre più urgente. I ricercatori dell’Università del Queensland hanno svelato un nuovo approccio alla creazione di batterie a base di zinco ad alta potenza che potrebbero cambiare il panorama del settore energetico. Uno dei problemi principali delle tradizionali batterie ricaricabili a base d’acqua era il loro basso voltaggio, che ne limitava l’utilizzo nei dispositivi moderni. Ma grazie ad un nuovo metodo sviluppato dagli scienziati, questo inconveniente è stato superato con successo. Nell'ambito della loro ricerca, gli scienziati si sono rivolti a uno speciale composto organico: il catecolo. Si è rivelato un componente importante in grado di migliorare la stabilità della batteria e aumentarne l'efficienza. Questo approccio ha portato ad un aumento significativo della tensione delle batterie agli ioni di zinco, rendendole più competitive. Secondo gli scienziati, tali batterie presentano numerosi vantaggi. Hanno b ... >>

Contenuto alcolico della birra calda 07.05.2024

La birra, essendo una delle bevande alcoliche più comuni, ha un gusto unico, che può cambiare a seconda della temperatura di consumo. Un nuovo studio condotto da un team internazionale di scienziati ha scoperto che la temperatura della birra ha un impatto significativo sulla percezione del gusto alcolico. Lo studio, condotto dallo scienziato dei materiali Lei Jiang, ha scoperto che a diverse temperature, le molecole di etanolo e acqua formano diversi tipi di cluster, che influenzano la percezione del gusto alcolico. A basse temperature si formano più grappoli piramidali, che riducono l'asprezza del gusto dell'"etanolo" e rendono la bevanda meno alcolica. Al contrario, con l'aumentare della temperatura, i grappoli diventano più a catena, determinando un gusto alcolico più pronunciato. Questo spiega perché il gusto di alcune bevande alcoliche, come il baijiu, può cambiare a seconda della temperatura. I dati ottenuti aprono nuove prospettive per i produttori di bevande, ... >>

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Molecola dai fotoni 13.10.2013

Per la prima volta è stato possibile combinare i fotoni in una molecola - fino ad ora, anche teorizzare su questo argomento ha suscitato un acceso dibattito nella comunità scientifica. I fisici professor Mikhail Lukin di Harvard e il professor Vladan Vuletic del Massachusetts Institute of Technology (MIT) sono stati effettivamente in grado di creare una nuova forma di materia da particelle di luce. La scoperta degli scienziati contraddice decenni di saggezza convenzionale sulla natura della luce. È stato a lungo creduto che i fotoni siano particelle prive di massa che non interagiscono tra loro. In poche parole, due fasci di luce passano semplicemente l'uno attraverso l'altro. Tuttavia, le "molecole fotoniche" create dagli scienziati si comportano in modo molto diverso e, in teoria, rendono possibili cose finora incredibili, come la spada laser di Star Wars.

"La maggior parte delle proprietà della luce che conosciamo sono legate alla mancanza di massa dei fotoni e al fatto che non interagiscono tra loro", spiega Mikhail Lukin. "Abbiamo creato un tipo speciale di mezzo. In esso, i fotoni interagiscono tra loro così fortemente che "iniziano a comportarsi come se avessero massa. Di conseguenza, i fotoni sono legati insieme per formare molecole. Questo tipo di stato del fotone legato è stato suggerito dai teorici per un po' di tempo, ma non è stato ancora osservato».

Quando i fotoni interagiscono, si spingono l'uno contro l'altro e si deviano a vicenda. Cioè, la spada laser dei Jedi, un solido pilastro di luce, alla luce della scoperta degli scienziati, non sembra più una stupida nozione di fantascienza. Per costringere i fotoni senza massa "normali" a legarsi tra loro, Lukin ei suoi colleghi hanno pompato atomi di rubidio in una camera a vuoto e poi li hanno raffreddati con un laser a una temperatura di diversi gradi sopra lo zero assoluto. Successivamente, utilizzando impulsi laser estremamente deboli, i singoli fotoni sono stati inviati in una nuvola di atomi di rubito.

Quando il fotone entra nella nuvola di atomi freddi, la sua energia eccita gli atomi sul suo cammino, provocando un notevole rallentamento del fotone. L'energia del fotone viene trasferita da un atomo all'altro e il fotone la perde, ma alla fine vola fuori dalla nuvola, rimanendo lo stesso impulso di luce di prima di entrare nella nuvola.

Quando un fotone esce dalla nuvola, la sua identità viene preservata, come accade con un raggio di luce in un bicchiere d'acqua. Nel caso degli atomi di rubidio, questo processo è un po' più estremo: la luce rallenta notevolmente e perde molta più energia. Tuttavia, gli scienziati sono rimasti sorpresi da qualcos'altro: i fotoni sono usciti insieme dalla nuvola di atomi di rubidio, come una molecola. Come si formano queste "molecole" e perché nessuno ha ancora visto tali molecole?

L'effetto mediante il quale i fotoni vengono convertiti in una forma speciale di materia è chiamato blocco di Rydberg. Si basa sul fatto che quando un atomo è eccitato, gli atomi vicini non possono essere eccitati nella stessa misura. In pratica, questo significa che quando due fotoni volano in una nuvola di atomi, il primo fotone eccita l'atomo ed è costretto ad andare avanti prima che il secondo fotone ecciti un altro atomo vicino. In poche parole, i fotoni si tirano o si spingono a vicenda, cioè interagiscono tra loro come molecole, anche se indirettamente (attraverso gli atomi di rubidio). Tuttavia, quando i fotoni escono dalla nuvola, escono insieme, non come singoli fotoni.

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