하이브리드 큐 비트, 양자 컴퓨팅의 핵심 장애물 해결

.70대 프랑스인 '드럼통' 타고 대서양 횡단 도전

12-28 17:15
[앵커]
70대 프랑스인이 대형 드럼통을 타고 대서양 횡단에 나섰습니다. 올해 71살인 장 자크 사뱅 씨는 드럼통 모형으로 특수 제작된 배럴 캡슐을 타고 3달 동안 4,500km의 대서양 횡단을 목표로 하고 있습니다. 이호진 기자입니다.
[기자]
프랑스인 장 자크 사뱅 씨가 타고 대서양을 횡단할 드럼통 모양의 배럴 캡슐 내부입니다. 좁은 공간 속에 침대도 있고 싱크대도 있습니다. 한 켠에는 음식 저장공간과 낚시도구도 놓여 있습니다. 바다 아래와 외부를 볼 수 있는 창문도 만들어져 있습니다. 사뱅씨는 지난 26일 이렇게 특수 제작된 배럴 캡슐을 타고 모로코 서쪽 카나리아 제도의 가장 작은 섬인 엘 이에로를 출발해 카리브해 지역으로 떠났습니다. 앞으로 3달 동안 해류를 이용해 4,500km의 대서양을 횡단하는 것이 목표입니다. 배럴 캡슐은 길이 3m, 폭 2.1m 정도로 성인 남성이 겨우 일어날 수 있는 크기이지만 내실은 탄탄합니다. 수지로 코팅된 합판으로 만들어졌으며 위성 기술도 적용했습니다. 사뱅씨는 내년 1월 대서양 한복판에서 맞을 자신의 72번째 생일을 위해 와인과 프아그라 등을 준비한 것으로 알려졌습니다. 낙하산 부대원 출신인 사뱅 씨는 범선을 이용해 대서양을 4번이나 횡단해봤지만 드럼통 모양의 캡슐을 타고 횡단에 도전하는 것은 처음입니다. 사뱅 씨는 매일 GPS좌표 등 자신의 항해 여정을 SNS에 올릴 계획입니다. 연합뉴스TV 이호진입니다.

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Szentpeteri Csilla - Legend

.치명적인 유년기의 뇌암 연구

2018 년 12 월 28 일, 세인트 주드 아동 연구 병원 치명적인 유년기의 뇌암 연구 저자 (왼쪽부터) Jon Larson, PhD, Lawryn Kasper, PhD 및 Suzanne Baker 박사는 H3 K27M 변이가 DIPG의 발달에 어떻게 영향을 미치는지 밝혀 냈습니다. DIPG에 대한 향후 연구에있어 실험실 모델이 중요합니다. 크레디트 : 세인트 주드 어린이 연구 병원 St. Jude Children 's Research Hospital 과학자들은 diffuse intrinsic pontine glioma (DIPG)라고 불리는 치명적인 뇌암을 일으키는 비정상적인 생물학적 기계 장치의 영향을 매핑했습니다. 이 연구에는 유전자 조작 마우스를 개발하여 뇌종양에 대한 이해를 높이는 방법을 제공 할뿐만 아니라보다 효과적인 치료법을 개발할 수있는 실험실 모델을 개발했습니다. 연구 결과는 Cancer Cell 저널에 오늘 온라인으로 게재됩니다 . 세인트 Jude 발달 신경 생물학과 Brain Tumor Research Division 소장 인 Suzanne Baker 박사는 수석 저자였습니다. DIPG는 미국에서 매년 수백 명의 어린이를 공격 할 수있는 불치의 뇌간 종양입니다. 현재 방사선 치료 및 화학 요법의 치료법은 거의 효과가 없으며 종양이있는 어린이의 10 % 미만이 2 년 이상 생존합니다. 많은 암이 비정상적인 세포 증식이나 생존을 직접적으로 유도하는 유전자의 돌연변이 로 인해 발생하지만 , DIPG와 같은 다른 것들은 유전자 활성화 또는 발현을 관리하기위한 세포의 "후성 유전"기작의 이상으로 발생한다. Baker와 Jinghui Zhang, Ph.D., 전산 생물학과 (Department of Computational Biology) 의장은 후성 기계 장치에서 H3 K27M이라고 불리는 주요 돌연변이가 대다수의 DIPG 사례에서 발생한다는 것을 발견 한 연구자들 중 하나였다. "유전자 발현 조절의 변화가 정확히 어떻게 일어 났는지는 명확하지 않다"고 말했다. "이 특정 돌연변이가 왜이 질병에서 종양 발생이 일어 났는지는 정말로 완전히 불분명합니다." H3 K27M 돌연변이는 히스톤 (histone) 이라고 불리는 분자를 암호화하는 유전자에서 발생합니다 . Histones는 세포의 핵의 한정된 공간에 맞춰 유전자가 활성화되거나 비활성 상태로 유지되는지 여부에 영향을주는 유전자 압축 DNA의 "스마트 패키징"역할을합니다. "가장 큰 신비 중 하나는 H3 히스톤이 신체의 모든 세포에 DNA를 포장하는데 중요 할 때이 돌연변이가 뇌간 신경 교종 및 기타 정중 신경 세포종에서 선택적으로 볼 수있는 이유입니다"라고 베이커는 말했다. 돌연변이의 영향을 분석하기 위해 과학자들은 동일한 유형의 뇌 세포에서 인간 암을 유발하는 돌연변이를 선택적으로 전환 할 수 있도록 유전자 변형 쥐를 유 전적으로 조작했다. 연구진은 돌연변이 유전자가 인간 DIPG와 동일한 수준으로 발현되도록 마우스를 조작했다. 마우스 연구 결과 돌연변이가 어떻게 DIPG를 일으키는 지에 대한 중요한 세부 사항이 밝혀졌습니다. 한 가지로, 돌연변이 는 뇌 발달의 특정 시간 동안 줄기 세포 활동을 증가시키기 위해 신경 줄기 세포 라고 불리는 미성숙 세포를 유발합니다 . 이번 연구 결과는 뇌가 여전히 발달중인 소아에서 DIPG가 발생하는 이유를 설명하는 데 도움이된다고 베이커는 말했다. 과학자들은 또한 H3 K27M 변이가 DIPG를 유도하는 데 도움이되는 것으로 알려진 두 가지 다른 유전자 돌연변이와 함께 어떻게 작용 하는지를 발견했다. 한 돌연변이는 p53이라고 불리는 세포 증식에 대한 "브레이크"의 상실을 초래합니다. 다른 돌연변이는 PDGFR 알파라고 불리는 세포 성장 "촉진제"의 과다 활성화를 유발합니다. 돌연변이를 합치면 생쥐의 뇌종양 형성이 크게 증가했습니다. "우리 모델에서 우리는이 돌연변이를 유도하여 중추 신경계 전체에서 발현되도록했으며, 이 돌연변이가 발생했을 때 어떤 세포가 종양 이 되기에 가장 취약한지를 실제 생물학에서 보여 주도록했습니다 ."라고 베이커는 말했다. 연구진의 놀라운 사실은 H3K27M 돌연변이가 다른 두 돌연변이와 함께 전체 뇌에서 유도되었을 때 뇌간의 종양 형성을 가속화한다는 것이다. 중요하게도 병리학과의 David Ellison 박사는 인간 종양과 인간 DIPG를 비교했을 때 서로 닮았다는 사실을 발견했다. 베이커는 조작 된 마우스가 다른 종양에 공통적 인 돌연변이를 반영하기 때문에 매우 유용하다고 말했다. "사람들의 DIPG 샘플 모음을 비교할 때이 종양들 간에는 많은 차이점이있어 K27M 돌연변이에 의해 유전자 발현의 일부가 바뀌는 것을 명확하게 알기가 어렵습니다." "이 마우스 모델은 우리가 인간의 종양을 사용하여 직접적이지 않은 방식으로 그렇게 할 수있게 해주었습니다." H3 K27M 돌연변이는 침묵 유전자와 관련된 신호를 제거하는 후 성적 변화를 일으키는 것으로 알려져 있지만 모든 침묵 유전자가 켜지지는 않았다. 그 대신,이 돌연변이 가 다른 이형성 돌연변이와는 다른 중요한 작용 기작을 나타내는 "2가 발기인 (bivalent promoter)"이라고 불리는 특유의 후성 유전 신호를 가진 발달과 관련된 유전자의 발현을 증가시키는 것으로 나타났다 . "비정상적인 후 게 게놈이 어떻게 유전자 발현에 영향을 미치고 암을 유발할 수 있는지 이해하는 것은 다양한 종양 유형에 걸쳐 중요합니다."라고 베이커는 말했다. 새로운 마우스 모델은 또한 DIPG를위한 새로운 치료법을 테스트하는 중요한 방법을 제공 할 것입니다.

추가 정보 : 어린이의 난치성 뇌종양을 공격하기위한 새로운 목표물 발견 자세한 정보 : Jon D. Larson 외. Histone H3.3 K27M은 자발적인 뇌간 세포종을 가속시키고 이원 유전자 발현, 암세포 (2018)의 제한된 변화를 유도 합니다. DOI : 10.1016 / j.ccell.2018.11.015 저널 참조 : 암 세포 :에 의해 제공 세인트 주드 아동 연구 병원

https://medicalxpress.com/news/2018-12-reveals-machinery-deadly-childhood-brain.html

.우리 우주 : 여분의 차원에서 팽창하는 거품

2018 년 12 월 28 일, 웁살라 대학교 , 그들의 기사에서, 과학자들은 어두운 차원의 에너지와 우주가 새로운 차원의 거품을 타고 움직이는 새로운 모델을 제시합니다. 신용 : Suvendu Giri

웁살라 대학의 연구자들은 우주에 대한 새로운 모델, 즉 암흑 에너지의 수수께끼를 해결할 수있는 새로운 모델을 고안했습니다. Physical Review Letters에 게재 된이 새로운 기사 는 추가 차원에서 팽창하는 기포를 타는 우주에 대한 암흑 에너지를 포함한 새로운 구조적 개념을 제안합니다. 우리는 지난 20 년 동안 우주 가 빠른 속도로 팽창하고 있음을 알고있었습니다. 설명은 그것을 통해 퍼져 나가는 팽창시키는 "어두운 에너지"입니다. 이 암흑 에너지의 본질을 이해하는 것은 근본적인 물리학의 가장 중요한 수수께끼 중 하나입니다. 문자열 이론이 해답을 제공하기를 오랫동안 기대해 왔습니다. 끈 이론에 따르면, 모든 물질은 작고 진동하는 "문자열 같은"실체로 구성됩니다. 이론은 또한 이미 일상 지식의 일부인 세 공간 보다 더 많은 공간적 차원 을 요구합니다 . 15 년 동안 암흑 에너지를 발생시키는 것으로 생각 되어온 끈 이론의 모델이있었습니다. 그러나 이것들은 갈수록 가혹한 비판을 받아 왔고, 현재까지 제안 된 모델 중 어느 것도 실행 가능하지 않다고 주장하는 몇몇 연구자들이있다. 그들의 기사에서, 과학자들은 어두운 차원의 에너지 와 우주가 새로운 차원의 거품을 타고 움직이는 새로운 모델 을 제시 합니다. 전체 우주는이 팽창하는 거품의 가장자리에 수용됩니다. 우주에있는 기존의 모든 문제는 추가 차원으로 확장되는 문자열의 끝과 일치합니다. 연구팀은 또한 이러한 종류의 거품이 끈 이론의 틀 안에서 존재할 수 있음을 보여줍니다. 다른 우주들에 해당하는 우리보다 더 많은 거품들이 있다고 생각할 수 있습니다. 웁살라 과학자 모델은 우주의 창조와 미래의 운명에 대한 새로운 시각을 제공하는 동시에 끈 이론 을 테스트하는 방법을 개발할 수도 있습니다 . 더 알아보기 : 끈 이론에서도 암흑 에너지가 허용됩니까?

자세한 정보 : Souvik Banerjee 외. 썩어 빠져 나가는 시체 공간으로부터의 Emitter de Sitter Cosmology, Physical Review Letters (2018). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.121.261301 저널 참조 : Physical Review Letters :에 의해 제공 웁살라 대학

https://phys.org/news/2018-12-universe-extra-dimension.html

.반응성 물질 : 광 유도 운동

2018 년 12 월 28 일, Thamarasee Jeewandara, Phys.org 기능 , 설명하는 실험 광전 격자의 다이어그램. 암시 야 콘덴서 (DF Cond.), 이색 성 거울 (DM) 및 1/4 파장 판 (QWP)이 포함되어 있습니다. 트래핑 RNA는 SLM에서 반사되어 생성됩니다. Ag (은) 나노 입자에서 뿌리개 암시 야 라이트는 현미경 대 조영제를 사용하여 시감도를 향상시킨다. CMOS (CMOS) array sensor camera. b) 실험에서 사용 된 링 트랩 생성과 사용 된 결과를 나타냅니다. c) sCMOS 검출기의 링 트랩 이미지. 중앙의 가우스 점은 SLM에서 추적 레이저의 0 차 반사입니다. 더 큰 지름 (눈금 막대 1 μm)을 포기할 것. 크레딧 : 빛 : 과학 및 응용 분야, doi : https

Newton의 세 번째 법칙 은 상호 작용하는 입자들 사이의 힘이 폐쇄 된 시스템에 대해 동등하고 반대 인 것을 규정합니다. 비평 형 환경에서는 세 번째 법칙이 무시 되어 "비 상식적인"세력이 생길 수 있습니다 . 이론적으로, 이것은 광학적으로 포획 된 입자 가 외부 필드에 의해 중재 된 경우에 유사하지 않은 것으로 나타났습니다 . 최근의 연구에서 Yuval Yifat와 동료들은 전기 역학, 비대칭 나노 입자 이량 체 및 나노 입자 응집체에서 순 비가 상력을 측정했습니다. 실험에서, 나노 입자 구조는 pseudo one-dimensional geometries로 한정되었고 평면파에 의해 조명되었다. 관찰 된 움직임은 거울 대칭 이 깨진 입자 및 필드에 대한 전체 운동량 보존으로 인한 것이 었습니다(변경된 동작 방향으로 표시됨). 결과는 Light : Science & Applications 에 게시되었습니다 . 광 구동 나노 모터 또는 마이크로 기계 로 빛 에너지 를 자체 지향 모션으로 변환하는 능력 은 이미 큰 관심을 끌고 있습니다. 광학에서 다양한 방법은 회전 운동을 만들 거나 광 반응성 물질 로 병진 운동 을 일으킬 수 있습니다 . 빛에 의해 구동되는 나노 모터를 설계하기위한 약속 은 전자기의 평면파에 의해 조명 된 이질적인 입자가 비상 성적 인 순 강제력을 경험할 것으로 예측 한 최근의 이론적 연구 에서 비롯된 것이다. 예측 된 비상력은 시뮬레이션을 통해 입증되었으며 입자 간 분리에 따라 거의 변하지 않았습니다. 그러나 그 현상에 대한 직접적인 실험적 증거 는 지금까지 제시되지 않았다. 반응 광학 효과를 탐색하면 광학 및 포토닉스 의 새로운 영역 을 알리기 위해 자체 조립, 광 구동 마이크로 기계의 새로운 가능성을 열어 갈 수 있습니다. 실험적 차이를 채우기 위해, 본 연구에서, Yifat et al. 불균형 금속성 나노 입자 (NP)의 광학적으로 결합 된 이량 체를 사용하여 자기 운동성을 증명했다. 실험 결과는 또한 정량적 인 전기 역학적 시뮬레이션에 의해 뒷받침되었다. 이량 체를 제외하고, 과학자들은 비대칭 나노 입자 클러스터 또는 어셈블리의 움직임을 유사하게 생성하고 측정했다. 실험을 수행하기 위해, Yifat et al. 는 790 nm의 파장에서 작동하는 Ti : Sapphire 레이저 로 표준 광학 트래핑 설정을 사용했습니다. 단단히 초점을 맞춘 원 편광 으로 공간 위상 변조 된 광 빔이 광학 링 트랩을 형성했습니다.

실험의 개략도 : a) 시계 반대 방향 (녹색)과 시계 방향 (파란색) 방향으로 움직이는 호모 다이머 (검정색) 및 이종 이량 체 (색상)의 궤도 예제. 입자 간 분리의 함수로서 순간 각 속도 (회색 점) 및 호모 다이머 (b, 검정) 및 이종 이량 체 (c, 오렌지)의 평균 각속도 분포. 빈 크기는 300 nm입니다. 평균 각속도 값은 가우스 함수를 순간 속도 분포에 맞추어 계산했습니다. 오차 막대는 분포의 적합한 수단에 대한 3σ 신뢰 구간입니다. 양의 속도는 더 큰 NP쪽으로 이종이 량체의 움직임으로 정의됩니다. d) (b) (검정색)에 표시된 호모 다이머 데이터에 대한 계산 된 평균 제곱 변위 (MSD) 값, (c) (오렌지색)에 표시된 이종이 량체 데이터 및 입자 간 분리가 1.2 μm 이하 (적색) 인 이종이 량체 데이터의 하위 집합. 크레딧 : Light : 과학 및 어플리케이션, doi : https://doi.org/10.1038/s41377-018-0105-y

연구에서, 150 nm - 200 nm 직경의은 (Ag) 나노 입자의 갇힌 혼합물의 움직임을 어두운 필드 현미경을 사용하여 290 fps의 높은 프레임 속도로 측정했습니다. 입자가 추적되고 정확한 위치가 링의 각도 위치 (θi)를 계산하는 데 사용됩니다. 과학자들은 Image J 소프트웨어 를 통해 이용할 수있는 모자이크 입자 추적 도구 상자를 사용하여 입자 이미징 및 추적을 수행했습니다 . Yifat et al. 전기 역학적으로 상호 작용하는 쌍들의 방향 운동이 더 큰 입자쪽으로 향하는 이질적인 입자들의 "이종이 량체"를 관찰했다. 반대로, "호모 다이머 (homodimer)"라고 불리는 동일한 크기의 두 개의 입자가 근접하게 들어 오면 지시 된 움직임이 관찰되지 않았습니다. 결과는 일반화 된 Mie 이론 (GMT)을 사용하여 계산 된 힘과 일치합니다 . 과학자들은 실험에서 완전 회전 또는 자유 회전을 관찰하지 않았습니다. 명시된 토크와 그 영향은 향후 연구에서 더 자세히 조사 될 것입니다.

"비상 호적"힘 유도 역학. a) 반 시계 방향 (녹색)과 시계 방향 (파란색) 방향으로 움직이는 호모 다이머 (검정색)와 이종 이량 체 (색색)에 대한 궤적의 예. 입자 간 분리의 함수로서 순간 각 속도 (회색 점) 및 호모 다이머 (b, 검정) 및 이종 이량 체 (c, 오렌지)의 평균 각속도 분포. 빈 크기는 300 nm입니다. 평균 각속도 값은 가우스 함수를 순간 속도 분포에 맞추어 계산했습니다. 오차 막대는 분포의 적합한 수단에 대한 3σ 신뢰 구간입니다. 양의 속도는 더 큰 NP쪽으로 이종이 량체의 움직임으로 정의됩니다. d) (b) (검정색)에 표시된 호모 다이머 데이터에 대한 계산 된 평균 제곱 변위 (MSD) 값, (c) (오렌지색)에 표시된 이종이 량체 데이터 및 입자 간 분리가 1.2 μm 이하 (적색) 인 이종이 량체 데이터의 하위 집합. 크레딧 : Light : 과학 및 어플리케이션, doi : https://doi.org/10.1038/s41377-018-0105-y

그 후, Yifat et al. heterodimer와 homodimer에 대한 θ c (쌍의 중심 각)의 대표 시간 궤적을 이미징했다 . 이질이 량체에서 쌍의 움직임은 더 큰 입자쪽으로 향하고 따라서 시계 방향이나 반 시계 방향으로, 그 방향에 따라 링 주위로 이동할 수 있습니다. 과학자들은 실험을 반복하고 결과를 결합했습니다. 상이한 헤테로 다이머 배향을 갖는 결합 된 데이터에서, 양의 속도는보다 작은 샘플로부터 더 큰 입자를 향한 벡터로 정의되었다. 예를 들어, heterodimers는 600 ± 150 nm의 광학 결합 분리에서 양의 평균 각속도와 900 ± 150 nm에서 분리가 더 클 때 음의 평균 각속도를 보였다. 대조적으로, 호모 다이머의 평균 각속도는 모든 분리에 대해 0이었다. 더 큰 열적으로 더 큰 입자쪽으로의 이질 다이머 쌍의 평균 속도 및 움직임의 변화는 전자기장에 의한 것이지, 열에 의해 유도 된 자기 발열 (즉, 금속 코팅에 의한 레이저 흡착으로 인해 생성 된 국부 온도 구배 입자).

링 트랩의은 (Ag) 헤테로 다이머의 비디오 - 반 시계 방향으로의 움직임. 크레딧 : Light : 과학 및 어플리케이션, doi : https://doi.org/10.1038/s41377-018-0105-y

이 발견은 광학적으로 갇힌 물체에 의해 산란 된 빛의 비대칭성에 관한 이전의 논문들과 일치했다 . 모의 동작은 유사하게 큰 입자와 작은 입자로부터 지시 하였다. 과학자들은 각도 산란의 분리에 따른 불균형을 관찰했습니다 (더 많은 빛이 한 방향으로 흩어져있는 경우). 원거리 산란 (far-field scattering)의 비대칭 성은 이합체에 힘을 발생시켜 관찰 된 바와 같이 움직였다. 유사한 비대칭 산란이 이전에 플라즈몬 나노 안테나에서 관찰되었다 . Yifat et al. Gold nanoparticles의 gold (Au) nanostar dimer와 large asymmetric aggregates를 연구하기 위해 동일한 실험적 접근법을 사용했다.

링 트랩에 금 (Au) 나노 입자 클러스터 비디오. 크레딧 : Light : 과학 및 어플리케이션, doi : https://doi.org/10.1038/s41377-018-0105-y

이러한 방식으로, 과학자들은 1 차원 평면 파 필드에서 순 비가역력을 정량화하기 위해 광학 링 트랩에서 이종 다이머와 비대칭 스 캐터의 광 구동 모션을 실험적으로 입증했습니다. 이 연구에서는 실험이 링 트랩에 국한되었지만이 전략은 전자기 비대칭을 나타내는 광학적으로 갇혀있는 물질 구조로 이전 할 수 있습니다. 이 연구에 사용 된 광학 트래핑 은 나노 수준의 방향성 운동 을 생성하는 실험적 과제에 대한 솔루션을 제공했습니다 . 연구에서 비상시적인 힘은 화학 환경, 화학 연료 또는 복잡한 구조를 사용하지 않고 자기 운동성 입자를 만들었습니다 . 이 연구에서 동시에 수행 된 전기 역학 이론과 시뮬레이션은 입자 간 상호 작용이 이종 이량 체에서 비대칭 산란을 일으킨다는 것을 보여 주었다. 따라서 작업은 근본적으로 Noether의 정리(물리적 시스템의 행동의 대칭은 상응하는 보존 법칙을 포함한다). 따라서, Yuvat et al. 관측 된 자기 운동성과 정량화 된 비상 향력은 대칭이 깨진 시스템에서 입자 및 전계의 전체 운동량 보존에서 따랐다는 것을 합리화한다. 과학자들은 생물학적 물리학 및 연성 응축 물질에 대한 연구를 위해 완전히 작동하는 "나노 현미경 (nanoswimmers)"으로서 인공 주 화성 시스템을 가진 활성 콜로이드와 같은 광 구동 비대칭 나노 입자 어셈블리의 사용을 염두에 둡니다. 추가 정보 : 새로운 장치가 양자 물리학에 대한 근본적인 질문에 답을 줄 수 있습니다.

자세한 정보 : Yuval Yifat 외. 반응성 물질 : 전기 역학적 비대칭 나노 스케일 산란 체에서 빛에 의해 유도 된 운동성, 빛 : 과학 및 응용 (2018). DOI : 10.1038 / s41377-018-0105-y

Philosophiae naturalis principia mathematica. Londoni, Jussu Societatis Regiae는 호세아 스트레이 터 (1687)의 이름입니다. www.worldcat.org/title/philoso ... osephi-streater-1687 AV Ivlev et al. 뉴튼의 세 번째 법칙이 깨진 통계 역학, Physical Review X (2015). DOI : 10.1103 / PhysRevX.5.011035 Vítězslav Karásek et al. 불균등 한 크기의 입자로 만들어진 광학적으로 구속 된 구조의 동역학, Optics Letters (2017). DOI : 10.1364 / OL.42.001436 Hongxu Chen et al. 빛 - 마이크로 / 나노 모터, 마이크로 머신 (2018). DOI : 10.3390 / mi9020041 저널 참조 : 조명 : 과학 및 응용 프로그램 물리적 검토 X Optics Letters

https://phys.org/news/2018-12-reactive-optical-light-induced-motion.html

.하이브리드 큐 비트, 양자 컴퓨팅의 핵심 장애물 해결

2018 년 12 월 28 일, 장치의 개략도. 신용 : RIKEN

스핀 기반 양자 컴퓨터는 일반 컴퓨터를 사용하여 해결할 수없는 어려운 수학 문제를 해결할 수있는 잠재력이 있지만 이러한 컴퓨터를 확장 가능하게 만드는 데 많은 문제가 남아 있습니다. 현재 이머전 트 사이언스 리서치 센터 (RIKEN Emergent Matter Science)가 주도하는 국제 연구원 그룹이 양자 컴퓨팅을위한 새로운 아키텍처를 만들었습니다. 양자 컴퓨터의 기본 컴퓨팅 요소 인 두 가지 유형의 퀴 비트 (qubit)로 만든 하이브리드 장치를 구성하여 신속하게 초기화하고 읽을 수있는 장치를 만들었으며 동시에 높은 제어 충실도를 유지합니다. 기존 컴퓨터가 한계에 다다 랐던 시대에 양자 현상을 이용한 계산을 수행하는 양자 컴퓨터는 잠재적 인 대체물로 선전되어 왔으며, 매우 다른 방식으로 그리고 잠재적으로 훨씬 더 신속하게 문제를 해결할 수 있습니다. 그러나 실제 계산을 수행하는 데 필요한 크기로 스케일링하는 것이 어렵다는 것이 입증되었습니다. 1998 년 현재 연구의 저자 중 한 명인 다니엘 로스 (Daniel Loss)는 IBM의 David DiVincenzo와 함께 양자점에 삽입 된 전자 스핀 (작은 입자)을 사용하여 양자 컴퓨터를 구축하는 제안을 제안했습니다 원자와 비슷하지만 조작 할 수 있기 때문에 때로는 "인공 원자"라고 부릅니다. 그 이후로 Loss와 그의 팀은 실제 장치를 만들기 위해 노력했습니다. 속도 측면에서 실용적인 장치를 개발하는 데는 여러 가지 장애물이 있습니다. 첫째, 장치를 신속하게 초기화 할 수 있어야합니다. 초기화는 큐 비트를 특정 상태로 만드는 프로세스이며, 큐 비트가 빠르게 수행되지 않으면 장치의 속도가 느려집니다. 둘째, 측정을 수행 할 수있을만큼 긴 시간 동안 일관성을 유지해야합니다. 일관성은 두 개의 양자 상태 사이의 얽힘을 말하며 궁극적으로 이것은 측정을하는 데 사용되므로 큐 비트가 환경 소음으로 인해 디코 오어 런트가되는 경우 예를 들어 장치가 쓸모 없게됩니다. 그리고 마지막으로 큐 비트의 궁극적 인 상태는 신속하게 읽을 수 있어야합니다. 양자 컴퓨터 를 구축하기위한 여러 가지 방법이 제안되었지만 , Loss와 DiVincenzo가 제안한 방법은 반도체를 기반으로하기 때문에 가장 큰 산업이 이미 존재하기 때문에 가장 실용적입니다. 네이처 커뮤니케이션즈 (Nature Communications)에 게시 된 현재의 연구 에서 팀은 단일 장치에 두 가지 유형의 큐 비트를 결합했습니다. 첫 번째는 Loss-DiVincenzo 큐 비트라고 불리는 싱글 스핀 큐 비트 유형으로, 매우 높은 컨트롤 충실도를 제공합니다. 즉, 명확한 상태에 있기 때문에 계산에 이상적이며 시간이 오래 걸리므로 머물러있게됩니다 환경에 신호를 잃기 전에 비교적 오랜 시간 동안 주어진 상태에서. 불행하게도 이러한 큐 비트의 단점은 신속하게 국가로 초기화하거나 읽을 수 없다는 것입니다. 싱글 렛 - 트리플 큐 비트 (singlet-triplet qubit)라고 불리는 두 번째 유형은 신속하게 초기화되고 읽혀 지지만 신속하게 디코 언트가됩니다. 이 연구를 위해 과학자들은 두 종류의 양자 게이트를 제어 위상 게이트 (controlled phase gate)라고 불리는 유형의 게이트와 결합시켰다.이 게이트는 일관성을 유지할 수있을만큼 빠른 속도로 큐 비트들 사이에 스핀 상태가 얽히게함으로써 단일 - 빠른 단일 - 삼중 큐 비트 측정에 의해 판독 될 스핀 큐 비트 . 이 연구의 주 저자 인 CEMS의 Akito Noiri에 따르면, "이 연구를 통해 서로 다른 유형의 양자점을 하나의 장치 에 결합 하여 각각의 한계를 극복 할 수 있다는 것을 입증했다 . 이것은 확장성에 기여할 수있는 중요한 통찰력을 제공한다. 양자 컴퓨터의. "

추가 정보 : 과학자들은 양자점과 실리콘의 도너 원자 사이의 결합을 보여줍니다 . 추가 정보 : A. Noiri et al. 다른 스핀 큐 비트 인코딩 인 Nature Communications (2018) 간의 빠른 양자 인터페이스 . DOI : 10.1038 / s41467-018-07522-1 저널 참고 자료 : Nature Communications 제공 : RIKEN

https://phys.org/news/2018-12-hybrid-qubits-key-hurdle-quantum.html#nRlv

.회전 분자에 대한 설명이 쉬워졌습니다

2018 년 12 월 28 일, 오스트리아 과학 기술 연구소 , Feynman 다이어그램을 사용하여 용제에 분자를 기술 할 수 있습니다. 크레딧 : IST Austria / Birgit Rieger

Feynman 다이어그램은 응축 물질 물리학에 적용됩니다. 고도로 복잡한 방정식을 간단한 다이어그램 세트로 변환함으로써이 방법은 이론 물리학 자의 도구 상자에서 가장 선명한 도구 중 하나로 확립되었습니다. 오스트리아 과학 기술 대학교 (IST Austria)의 Mikhail Lemeshko 그룹의 박사후 과정 인 Giacomo Bighin은 Feynman 다이어그램 기술을 확장했습니다. 원래 가장 단순한 물체 인 아 원자 입자를 위해 고안된이 기술은 분자로 작동 할 수 있습니다. 훨씬 복잡한 물체입니다. 이번 연구는 Physical Review Letters 지에 게재되었다.용매에서의 분자 회전의 묘사를 대폭 단순화 할 것으로 기대된다. 이것은 과학자들이 미량 수준의 용매에서 화학 반응을 이해하고 잠재적으로 그것을 통제하는 그들의 장기 목표에 한 걸음 더 가까이 다가 가게합니다. 학문 분야 전반에 걸쳐 생각하는 것은 어렵고 학제 간 협력을 촉진하는 전문 지식과 환경을 잘 혼합해야합니다. 응축 물질 물리학자인 Giacomo Bighin은 분자 물리학자인 Mikhail Lemeshko 그룹에 합류했을 때 IST Austria에서 그러한 환경을 발견했습니다. 그 결과 용매 내에서 회전하는 분자의 기술을 크게 촉진하고 최종적으로 반응을 제어 할 수 있는 새로운 방법 인 분자 물리학이 탄생 했습니다. "분자들은 항상 회전하고 상대방과의 상호 작용은 상대적인 방향에 달려 있습니다. 즉, 한쪽 끝이 다른 분자에 부딪치게되면 반대쪽 끝을 맞출 때와 다른 효과를냅니다."라고 Lemeshko는 설명합니다. 분자의 방향과 그에 따른 화학 반응 은 이미 분자 가스에 대한 실험에서 통제되어 왔지만 용제에서도 똑같이하는 것은 상당히 어려운 일입니다. 이것은 미하일 레메 스코 (Mikhail Lemeshko)와 그의 그룹이 한 번에 한 걸음 씩 나아 가기 위해 노력하고 있다는 장기 목표입니다. 그들이 취한 단계는 용매에서 분자의 회전을보다 잘 설명하는 것입니다.이 환경에서 결국 반응을 제어하기위한 전제 조건입니다. 그러나이 방법을 전송하는 것은 쉽지 않았습니다. "Feynman 다이어그램은 포인트와 같은 입자의 전자와 같은 작용을하며 포인트 방식은 회전에 영향을받지 않는다는 것을 의미합니다. 전자를 회전 시키면 이전과 똑같은 모양이됩니다. 회전하고 공간에서 방향을 바꾸십시오. "라고 Giacomo Bighin은 설명합니다. 이 방법을 전자에서 분자로 옮기기 위해서 그는 새로운 형식주의를 발전시켜야했습니다. 이전에는 분자에 대해서도 효과가 있을지는 알려지지 않았으며,이 방법을 적용하면 Bighin이 1 년 이상 걸렸습니다. 이제 형식주의는 화학적 문제에 사용할 준비가되었습니다. "우리는 분자 배경을 가진 사람들이 이제는 분자 를이 방법으로 연구 할 수 있다는 것을 알게 될 것 입니다.이 기술은 응축 물질 물리에서 매우 정확한 결과를 제공하며 분자 시뮬레이션에서 동일한 정확도를 달성 할 수있는 가능성을 가지고 있습니다." Lemeshko가 덧붙였다.

더 자세히 살펴보기 : 새로운 준결승의 존재가 시연 됨 추가 정보 : G. Bighin 외, Quantum Many-Particle Systems에서의 각도 운동량에 대한 도식화 된 Monte Carlo 접근법, Physical Review Letters (2018). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.121.165301 저널 참조 : Physical Review Letters :에서 제공하는 과학 기술 오스트리아 연구소

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