Μια γραμμή ερευνητικής μηχανικής επιδιώκει να αναπτύξει υπολογιστές ικανούς να αντιμετωπίσουν μια κατηγορία προκλήσεων που ονομάζονται προβλήματα συνδυαστικής βελτιστοποίησης. Αυτά είναι συχνά σε εφαρμογές του πραγματικού κόσμου, όπως η οργάνωση τηλεπικοινωνιών, ο προγραμματισμός και η δρομολόγηση ταξιδιών, με στόχο τη μέγιστη αποδοτικότητα. Δυστυχώς, οι σημερινές τεχνολογίες συναντούν όρια όσον αφορά την ποσότητα επεξεργαστικής ισχύος που […]
Οι ρυτίδες μπορούν να είναι πλεονέκτημα – ειδικά για τα ηλεκτρονικά επόμενης γενιάς. Επιστήμονες του Rice University ανακάλυψαν ότι μικροσκοπικές πτυχές σε δισδιάστατα υλικά μπορούν να ελέγξουν το spin των ηλεκτρονίων με πρωτοφανή ακρίβεια, ανοίγοντας τον δρόμο για υπερσυμπαγείς και ενεργειακά αποδοτικές ηλεκτρονικές συσκευές. Από το φορτίο στο spin Αν οι περισσότερες συσκευές σήμερα χρησιμοποιούν […]
Μια ομάδα επιστημόνων αποκάλυψε πώς μια ενιαία κβαντική συσκευή μπορεί να μετρά με ακρίβεια τις τρεις θεμελιώδεις μονάδες του ηλεκτρισμού – το αμπέρ (μονάδα ηλεκτρικού ρεύματος), το βολτ (μονάδα ηλεκτρικού δυναμικού) και το ωμ (μονάδα ηλεκτρικής αντίστασης). Πρόκειται για μια σημαντική ανακάλυψη, διότι μέχρι τώρα καμία συσκευή δεν μπορούσε να μετρήσει και τις τρεις βασικές […]
Τα βαρυόνια, σύνθετα σωματίδια αποτελούμενα από τρία κουάρκ δεμένα μέσω της ισχυρής αλληλεπίδρασης, αποτελούν την πιο ορατή μορφή ύλης και έχουν αποτελέσει αντικείμενο πολλών φυσικών μελετών. Η μελέτη των σπάνιων διαδικασιών μέσω των οποίων ασταθή βαρυόνια διασπώνται σε άλλα σωματίδια μπορεί να συμβάλει στην ανακάλυψη νέας φυσικής που δεν εξηγείται από το Πρότυπο Μοντέλο της […]
Μια ομάδα μηχανικών του Johns Hopkins ανέπτυξε μια νέα, ισχυρότερη μέθοδο για την παρατήρηση των μοριακών δονήσεων, μια πρόοδο που θα μπορούσε να έχει εκτεταμένες επιπτώσεις στην έγκαιρη ανίχνευση ασθενειών. Η πρώτη επίδειξη νέων κβαντικών καταστάσεων Η ομάδα, με επικεφαλής τον Ishan Barman, καθηγητή στο Τμήμα Μηχανολογίας, ήταν η πρώτη που έδειξε πώς το φως […]
Τα τοπολογικά κβαντικά συστήματα είναι φυσικά συστήματα που εμφανίζουν ιδιότητες οι οποίες εξαρτώνται από τη συνολική συνδεσιμότητα του υποκείμενου πλέγματός τους, και όχι από τοπικές αλληλεπιδράσεις και τη μικροσκοπική τους δομή. Η πρόβλεψη της εξέλιξης αυτών των συστημάτων με την πάροδο του χρόνου και των μακράς εμβέλειας κβαντικών συσχετίσεών τους είναι συχνά δύσκολη, καθώς η […]
Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Rice και συνεργαζόμενα ιδρύματα ανακάλυψαν άμεσες αποδείξεις ενεργών επίπεδων ηλεκτρονικών ζωνών σε έναν υπεραγωγό kagome. Αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να ανοίξει τον δρόμο για νέες μεθόδους σχεδιασμού κβαντικών υλικών – συμπεριλαμβανομένων των υπεραγωγών, των τοπολογικών μονωτών και των ηλεκτρονικών που βασίζονται στο spin – τα οποία θα μπορούσαν να τροφοδοτήσουν […]
Μια χορδή κιθάρας που τραβιέται μπορεί να κρατήσει δονήσεις για δευτερόλεπτα πριν σιγήσει. Μια κούνια στην παιδική χαρά, άδεια από επιβάτη, σταδιακά θα σταματήσει. Αυτά είναι τα λεγόμενα από τους φυσικούς που λέγονται «αρμονικοί ταλαντωτές με απόσβεση» και είναι καλά κατανοητά σύμφωνα με τους νόμους κίνησης του Νεύτωνα. Η περίεργη κβαντική κίνηση Αλλά στον μικροσκοπικό […]
Η ικανότητα μετακίνησης ζευγών ηλεκτρονίων-οπών —που ονομάζονται εξιτόνια— σε επιθυμητές κατευθύνσεις είναι σημαντική για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και τη δημιουργία καυσίμων. Αυτό συμβαίνει φυσικά στη φωτοσύνθεση, καθιστώντας την πηγή έμπνευσης για τους ερευνητές που καινοτομούν σε οπτοηλεκτρονικές συσκευές. Η ισχυρή σύζευξη μεταξύ φωτός και εξιτονίων παράγει μποζονικά οιονεί σωματίδια που ονομάζονται πολαριτόνια, τα οποία […]
Τα σκυρμιόνια είναι εντοπισμένες, σωματιδιακές διεγέρσεις σε υλικά που διατηρούν τη δομή τους λόγω τοπολογικών περιορισμών (δηλαδή περιορισμών που προκύπτουν από ιδιότητες που παραμένουν αμετάβλητες υπό ομαλές παραμορφώσεις). Αυτά τα οιονείσωματίδια, που εισήχθησαν για πρώτη φορά στη φυσική υψηλών ενεργειών και στη θεωρία κβαντικών πεδίων, έχουν έκτοτε προσελκύσει έντονο ενδιαφέρον στη φυσική συμπυκνωμένης ύλης και […]
Όπως ακριβώς τα επικαλυπτόμενα κύματα σε μια λίμνη μπορούν να ενισχύσουν ή να ακυρώσουν το ένα το άλλο, έτσι και κύματα πολλών ειδών -συμπεριλαμβανομένου του φωτός, του ήχου και των ατομικών δονήσεων- μπορούν να συμβάλλουν μεταξύ τους. Σε κβαντικό επίπεδο, αυτό το είδος συμβολής τροφοδοτεί αισθητήρες υψηλής ακρίβειας και θα μπορούσε να αξιοποιηθεί για την […]
Μια ερευνητική ομάδα φωτονικής με επικεφαλής τον Gregor Weihs του Πανεπιστημίου του Ίνσμπρουκ ανέπτυξε μια νέα τεχνική για την παραγωγή καταστάσεων πολλαπλών φωτονίων από κβαντικές κουκκίδες, η οποία ξεπερνά τους περιορισμούς των παραδοσιακών προσεγγίσεων. Η εξέλιξη αυτή έχει άμεσες εφαρμογές σε πρωτόκολλα ασφαλούς κβαντικής διανομής κλειδιού (quantum key distribution), όπου μπορεί να επιτρέψει ταυτόχρονη ασφαλή […]
Τα βαθιά νευρωνικά δίκτυα (DNN), οι αλγόριθμοι μηχανικής μάθησης που υποστηρίζουν τη λειτουργία μεγάλων γλωσσικών μοντέλων (LLM) και άλλων μοντέλων τεχνητής νοημοσύνης (AI), μαθαίνουν να κάνουν ακριβείς προβλέψεις αναλύοντας μεγάλες ποσότητες δεδομένων. Αυτά τα δίκτυα είναι δομημένα σε επίπεδα, καθένα από τα οποία μετατρέπει τα δεδομένα εισόδου σε «χαρακτηριστικά» που καθοδηγούν την ανάλυση του επόμενου […]
Στις τεχνολογίες κβαντικών υπολογιστών που βασίζονται σε άτομα, η κίνηση των ατόμων θεωρείται συνήθως πρόβλημα. Ακόμα και η παραμικρή δόνηση ή ταλάντωση των ατόμων μπορεί να διαταράξει την ευαίσθητη κβαντική πληροφορία που αποθηκεύεται στα εσωτερικά τους χαρακτηριστικά, όπως η ηλεκτρονική ή πυρηνική τους περιστροφή. Ωστόσο, ερευνητές από το Caltech, με επικεφαλής τον Manuel Endres, ανακάλυψαν […]
Τα νετρίνα είναι από τα πιο φευγαλέα σωματίδια στο σύμπαν. Κάθε δευτερόλεπτο, περίπου 60 δισεκατομμύρια από αυτά διαπερνούν κάθε τετραγωνικό εκατοστό της Γης, προερχόμενα από τον Ήλιο. Επειδή αλληλεπιδρούν σπάνια με την ύλη, κινούνται μέσα από τον πλανήτη χωρίς καμία αντίσταση. Αν και οι επιστήμονες πρότειναν την ύπαρξή τους εδώ και πολλές δεκαετίες, χρειάστηκαν χρόνια […]
Τρεις νανοσφαίρες από γυαλί προσκολλώνται μεταξύ τους, σχηματίζοντας ένα συσσωμάτωμα σε μορφή πύργου – παρόμοιο με το πώς θα στοίβαζε κανείς τρεις μπάλες παγωτού, αλλά σε μικροσκοπική κλίμακα. Η διάμετρος του νανοσυσσωματώματος είναι δέκα φορές μικρότερη από μια ανθρώπινη τρίχα. Με τη βοήθεια ενός οπτικού συστήματος και ακτίνων λέιζερ, οι ερευνητές από το ETH Zurich […]
