연구원은 실제 양자 양자 계산에 더 가깝다

.심각한 북미정상회담

(AFP=연합뉴스) 제2차 북미정상회담 이튿날인 28일(현지시간) 도널드 트럼프(왼쪽) 미국 대통령과 김정은(오른쪽) 북한 국무위원장이 베트남 하노이의 소피텔 레전드 메트로폴 호텔에서 회담 도중 심각한 표정을 하고 있다. 백악관은 예정보다 일찍 종료된 2차 북미 정상회담과 관련, "현시점에서 아무런 합의에 도달하지 못했다"고 밝혔다. 2019.2.28 photo@yna.co.kr 

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마루(Maru) 알지만

 

 

.연구원은 실제 양자 양자 계산에 더 가깝다

 

2019 년 2 월 28 일, 미국 광학 학회 양자 크레딧 : CC0 공개 도메인

연구진은 처음으로 단일 광자 감도로 대규모 광자 양자 상관 관계를 매핑하고 측정하는 방법을 시연했다. 수천 개의 양자 상관 관계를 측정하는 능력은 광자 기반 양자 컴퓨팅을 실용적으로 만들기 위해 중요합니다. 에서 하기 Optica , 높은 충격 연구를위한 광학 학회의 저널은 연구자의 여러 기관 그룹은 공간적으로 매핑 된 광자 수준의 이미지 (COSPLI)의 상관 관계를 불리는 새로운 측정 기술을보고합니다. 그들은 또한 수천만 개의 이미지에서 단일 광자와 그 상관 관계의 신호를 검출하는 방법을 개발했습니다. "COSPLI는 대규모 광자 양자 컴퓨터에서 양자 입자 측정을 수행 할 수있는 다목적 솔루션이 될 잠재력을 가지고있다"고 중국 상해 Jiao Tong University의 연구 팀장 인 Xian-Min Jin은 말했다. "이 독특한 접근법은 또한 양자 시뮬레이션, 양자 통신, 양자 감지 및 단일 광자 생물 의학 이미징에 유용 할 것 입니다."

상호 작용하는 광자

양자 컴퓨팅 기술은 0 또는 1 인 비트로 인코딩 된 데이터를 읽고 쓴 기존 컴퓨팅보다 훨씬 빠릅니다. 비트 대신 양자 컴퓨팅은 동시에 두 가지 상태가 될 수있는 큐 비트를 사용하며 서로 상호 작용하거나 상호 연관되는 큐 비트를 사용합니다. 전자 또는 광자가 될 수있는 이러한 큐 비트 (qubit)는 많은 프로세스가 동시에 수행 될 수있게한다. 양자 컴퓨터의 개발에서 한 가지 중요한 과제는 대용량 데이터 세트를 처리하는 데 필요한 수 많은 큐 비트를 측정하고 조작하는 방법을 찾는 것입니다. 광자 기반 방법의 경우, 각 광자에 대해 측정 된 편광, 주파수, 시간 및 위치와 같이 광자 자유도로 인코딩 된 모드의 수를 늘림으로써 더 많은 광자를 사용하지 않고도 큐 비트 수를 늘릴 수 있습니다. 이것은 각 광자가 두 개 이상의 모드 또는 상태를 동시에 나타낼 수있게합니다. 연구자들은 이전에이 방법을 사용하여 수천 큐 비트에 해당하는 상태 공간을 가질 수있는 세계에서 가장 큰 광자 양자 칩을 제조했습니다. 그러나 새로운 양자 양자 칩을 양자 컴퓨터에 통합하려면 단일 광자 수준에서 모든 모드와 광자 상관을 측정해야합니다. 지금까지이 방법을 수행하는 유일한 방법은 각 광자가 나타내는 각 모드에 대해 단일 광자 검출기를 사용하는 것입니다. 수천 개의 단일 광자 검출기가 필요하고 단일 컴퓨터의 경우 약 1,200 만 달러가 소요됩니다. "단일 광자 검출기로 수천 가지 모드를 동시에 처리하는 것은 경제적으로 불가능하고 기술적으로 어려움이 있습니다. "이 문제는 컴퓨터를 대규모 양자 광자 실현에 결정적인 병목 현상을 나타냅니다."

단일 광자 감도

상업적으로 이용 가능한 CCD 카메라는 단일 광자에 민감하고 단일 광자 검출기보다 훨씬 저렴하지만 개별 광자의 신호는 종종 많은 양의 노이즈에 의해 가려집니다. 2 년간의 연구 끝에 연구자들은 소음을 억제하여 단일 광자 가 CCD 카메라의 각 픽셀에서 감지 될 수 있도록하는 방법을 개발했습니다 . 다른 과제는 단일 광자의 편광, 주파수, 시간 및 위치를 결정하는 것이 었습니다. 각각의 측정에는 다른 측정 기술이 필요합니다. COSPLI를 사용하면 다른 모드 의 광자 상관 관계가 모두 공간 모드로 매핑되므로 CCD 카메라로 모든 모드의 상관 관계를 측정 할 수 있습니다. 연구자들은 COSPLI를 증명하기 위해 천만 개의 이미지 프레임에서 상관 된 광자의 관절 스펙트럼을 측정하기 위해 그들의 접근법을 사용했습니다. 재구성 된 스펙트럼은 이론적 인 계산과 잘 일치하므로 단일 광자 검출은 물론 측정 및 매핑 방법의 신뢰성을 입증합니다. 연구진은 현재 시스템의 이미징 속도를 초당 수십에서 수백만 프레임으로 향상시키기 위해 노력하고 있습니다. "우리는 실용적인 양자 컴퓨터를 만드는 것이 매우 어렵다는 것을 알고 있으며, 어떤 구현이 가장 좋을지 아직 명확하지 않다"고 Jin은 말했다. "이 연구는 앞으로 광자를 기반으로 하는 양자 컴퓨터 가 실용적인 경로가 될 것이라는 확신을 심어줍니다 ."

추가 정보 : 광자로 광자 제어 자세한 정보 : K. Sun, J. Gao, M.-M. 카오, Z.-Q. Jiao, Y. Liu, Z.-M. Li, E. Poem, A. Eckstein, R.-J. Ren, X.-L. Pang, H. Tang, IA Walmsley, X.-M. Jin, "단일 광자 이미징을 이용한 대규모 광자 상관 분석 및 매핑", Optica , 6, 3, 244-249 (2019). DOI : 10.1364 / OPTICA.6.000244 저널 참조 : Optica 제공 : Optical Society of America 

https://phys.org/news/2019-02-closer-photonic-quantum.html

 

 

.NGC 3079 : 은하계의 거품이 활력있는 입자로 우주의 핀볼을 연주합니다

2019 년 2 월 28 일, 찬드라 엑스레이 센터 NGC 3079 : 은하계의 거품이 에너지 입자로 우주의 핀볼을 연주합니다. 크레디트 : X-ray : NASA / CXC / University of Michigan / JT Li et al .; 광학 : NASA / STScI

우리 모두는 비누 욕조 나 음료수 거품을 알고 있습니다. 지구상의 일상적인 경험에 대한 이러한 거품은 몇 인치에 걸쳐 있으며, 공기 또는 기타 가스의 작은 양을 감싸는 액체 박막으로 구성됩니다. 그러나 우주에서는 무거운 기체 안에 가벼운 기체로 구성된 매우 다른 기포가 있으며 거대한 크기 일 수 있습니다. 지구에서 약 6700 만 광년 떨어진 곳에 위치한 은하계 NGC 3079 는 우리 행성에있는 것과는 달리 두 개의 "슈퍼 버블 (superbubbles)"을 포함하고 있습니다. 한 쌍의 풍선 모양의 영역이 은하 중앙의 반대편에 펼쳐져 있습니다. 하나는 4,900 광년이고 다른 하나는 직경이 약 3,600 광년 인 약간 작습니다. 상황에 따라 한 해의 광년은 약 6 조 마일이나 9 조 킬로미터이다. NGC 3079의 슈퍼 버블은 X 선, 광학 및 라디오 방출 의 형태로 빛을 발산 하여 NASA 망원경으로 탐지 할 수있게합니다. 이 합성 이미지에서 NASA의 Chandra X-ray Observatory의 X-ray 데이터가 보라색으로 표시되고 NASA의 Hubble Space Telescope의 광학 데이터가 오렌지색과 파란색으로 표시됩니다. X 선 이미지의 라벨 버전은 상부 수퍼 버블이 명확하게 보이고 하부 수퍼 버블로부터의 더 약한 방출에 대한 힌트를 보여준다. 찬드라 (Chandra)의 새로운 관찰에 따르면, NGC 3079에서 우주 입자 가속기 는 초 기포 의 가장자리에서 초고 에너지 입자 를 생성 합니다. 이 입자는 세계에서 가장 강력한 인간이 만든 입자 가속기 인 유럽의 대형 Hadron Collider (LHC)가 만든 것보다 훨씬 더 정력적 일 수 있습니다.

https://youtu.be/hkgOh5jw3fg

NGC 3079의 수퍼 버블은 그 (것)들과 같은 구조 가 지구를 규칙적으로 폭격하는 " 우주 광선 " 이라고 불리는 고 에너지 입자의 원천이 될 수 있다는 증거를 제공 합니다. 폭발하는 별과 관련된 초음속 비행기로 인한 음파 붐과 유사한 충격파는 LHC에서 생성 된 것보다 약 100 배 더 큰 에너지까지 입자를 가속시킬 수 있지만 천문학 자들은 훨씬 더 활발한 우주 광선이 어디에서 왔는지에 대해 확신하지 못합니다. 이 새로운 결과는 superbubbles가 이러한 초고 에너지 우주선의 한 근원 일 수 있음을 시사합니다. 기포의 외부 영역은 주변 기체와 팽창하고 충돌 할 때 충격파를 생성 합니다. 과학자들은 핀볼 기계의 범퍼에서 튀어 나온 공처럼, 충격파에서 얽힌 자기장에서 하전 된 입자가 흩어 지거나 튀어 오르는 것처럼 생각합니다. 입자가 충격 전면을 가로 지르면 마치 핀볼 기계의 플리퍼에서 킥을받은 것처럼 가속됩니다. 이 활력있는 입자 들은 빠져 나갈 수 있고 결국에는 우주의 광선 형태로 지구의 대기를 공격 할 수 있습니다. 거품 중 하나의 다른 파장 또는 "스펙트럼"에서의 전파 또는 X 선의 양은 방사 소스가 자기장 선 주위로 나선형으로 전자가되고 싱크로트론 방사라고 불리는 과정에 의해 방사된다고 제안합니다. 이것은 은하 크기의 수퍼 버블 (superbubble)에서 나오는 고 에너지 X 선의 싱크로트론 방사능에 대한 직접적인 증거이며, 전자가 얻은 최대 에너지에 대해 과학자들에게 알려줍니다. 왜 싱크로트론 방출이 거품 중 하나에서만 감지되는지 이해할 수 없습니다.

 

 

크레디트 : X-ray : NASA / CXC / University of Michigan / JT Li et al .; 광학 : NASA / STScI

기포의 가장자리를 따라 X 선 방사가 일어나는 위치와 함께 라디오 및 X 선 스펙트럼은 X 선 방사에 책임이있는 입자가 충격파에서 가속되었을 것임을 암시합니다. 은하의 중심에서 수송되는 동안 너무 많은 에너지를 잃었습니다. NGC 3079의 슈퍼 버블 (superbubbles)은 2010 년 은하계에 처음 발견 된 "페르미 버블 (Fermi bubbles)"의 젊은 사촌들이다. 천문학 자들은 은하 중앙에있는 거대한 블랙홀에 빠지는 물질과 관련된 과정이 그러한 슈퍼 버블을 형성 할 것이라고 생각한다. 입자와 자기장의 형태로 엄청난 양의 에너지를 소비한다. 수퍼 버블은 많은 수의 젊고 거대한 별에서 흘러 나오는 바람에 의해 조각 될 수도 있습니다. 이러한 결과를 설명하는 논문은 미시건 대학교의 Jiangtao Li가 이끌었으며 The Astrophysical Journal에 실렸다 . 온라인으로도 제공됩니다. 알라바마 주 헌츠빌 (Huntsville)에있는 NASA의 마샬 우주 비행 센터 (Marshall Space Flight Center)는 워싱턴에서 NASA의 과학 선교국 (Science Mission Directorate)을위한 찬드라 (Chandra) 프로그램을 관리합니다. 매사추세츠 주 케임브리지에있는 스미소니언 천체 관측소 (Astrophysical Observatory)는 찬드라의 과학과 비행 작전을 통제합니다. 더 알아보기 : Abell 1033 : 대담하게 충돌하는 은하 클러스터로 들어가기

더 자세한 정보 : Jiang-Tao Li et al. 외계 은하의 "페르미 버블 (Fermi Bubble)"에서 비열 한 단단한 X 선 방출, The Astrophysical Journal (2019)의 검출. DOI : 10.3847 / 1538-4357 / ab010a , https://arxiv.org/abs/1901.10536 저널 참조 : 천체 물리학 저널 :에 의해 제공 찬드라 X 레이 센터 

https://phys.org/news/2019-02-ngc-galactic-cosmic-pinball-energetic.html

 

 

.뉴 호라이즌 조사에 따르면 작은 카이퍼 벨트 물체가 놀라 울 정도로 희귀하다는 것을 나타냅니다

2019 년 2 월 28 일, 남서 연구소 SwRI 주도의 뉴 호라이즌 조사 결과, 작은 카이퍼 벨트 (Kuiper Belt) 물체가 놀라 울 정도로 희귀하다는 것을 나타냅니다 . SwRI 주도 팀은 명왕성과 카론에 대한 크레이터와 지질학을 연구했으며 예상보다 작은 크레이터의 수가 적음을 발견했습니다. 이것은 카이퍼 벨트가 1 마일 미만의 비교적 적은 수의 물체를 포함하고 있음을 의미합니다. 뉴 호라이즌의 LORRI 카메라에 의해 이미징 된, Charon의 부드럽고 지질 학적으로 안정한 'Vulcan Planitia'는 이러한 결과를 보여줍니다. 제공 : NASA / JHUAPL / LORRI / SwRI

2015 년에 명왕성 - 카론 플라이 비의 새로운 지평선 데이터를 사용하여 남서 연구소의 주도 과학자 팀은 카이퍼 벨트 (Kuiper Belt)에서 아주 작은 물체가 뚜렷하고 놀랍도록 부족하다는 사실을 간접적으로 발견했습니다. 작은 Kuiper Belt objects (KBOs)의 부족에 대한 증거는 New Horizons 이미징에서 유래되었으며, 명왕성의 가장 큰 위성 인 Charon에 작은 분화구가 없음을 보여 주었으며, 지름이 300 피트에서 1 마일 (91 미터에서 1.6 킬로미터) 희귀해야한다. 카이퍼 벨트 (Kuiper Belt)는 해왕성의 궤도 너머에있는 도넛 모양의 얼음 몸체입니다. 작은 카이퍼 벨트 (Kuiper Belt) 물체가 행성이 형성된 "공급 원료"중 일부 였기 때문에,이 연구는 태양계의 기원에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다. 이 연구는 권위있는 과학 저널 인 Science 의 3 월 1 일자 호에 실렸습니다 . "이 작은 Kuiper Belt 물체는 매우 먼 거리에있는 어떤 망원경으로도 볼 수 없을 정도로 작습니다."라고 NASA의 New Horizons 사의 선임 연구원이자 공동 연구원 인 Kristi Singer 박사는 말했다. "카이퍼 벨트를 통해 직접 날고 새로운 데이터를 수집하는 새로운 지평은 벨트의 크고 작은 몸체를 배우는 열쇠였습니다." "뉴 호라이즌 스 (New Horizons)의 획기적인 발견은 깊은 함의를 지니고있다."라고 SwRI의 선임 연구원 인 앨런 스턴 (Alan Stern) 박사는 덧붙였다. "뉴 호라이즌이 명왕성과 그 위성, 그리고 최근에 KBO가 울티마 툴레라는 별명으로 절묘하게 묘사 한 것처럼, 싱거스 (Singer) 박사 팀은 KBO 인구에 ​​대한 주요 세부 사항을 우리가 직접 지구에서 볼 수 없었던 비늘로 공개했습니다."

 

SwRI 주도 팀은 명왕성과 카론에 대한 크레이터와 지질학을 연구했으며 예상보다 작은 크레이터의 수가 적음을 발견했습니다. 이것은 카이퍼 벨트가 1 마일 미만의 비교적 적은 수의 물체를 포함하고 있음을 의미합니다. 뉴 호라이즌의 LORRI 카메라에 의해 이미징 된, Charon의 부드럽고 지질 학적으로 안정한 'Vulcan Planitia'는 이러한 결과를 보여줍니다. 제공 : NASA / JHUAPL / LORRI / SwRI

태양계 물체의 분화구는 물체의 역사와 태양계의 위치에 대한 힌트를 제공하여 작은 물체의 영향을 기록합니다. 명왕성은 지구와 너무 멀리 떨어져 있기 때문에, 서사시 2015 년 비행 거리에 이르기까지 드워프 행성의 표면에 대해서는 거의 알려지지 않았습니다. 명왕성 (Pluto)과 카론 (Charon)의 표면에 대한 관찰은 13,000 피트 (4km)에 달하는 산과 질소 얼음의 광대 한 빙하를 포함하여 다양한 특징을 나타 냈습니다. 명왕성에 대한 지질 학적 과정은 영향력의 역사에 대한 증거를 지우거나 변경 시켰지만, 카론의 상대적 지질 학적 정체 현상은보다 안정적인 영향을 기록했다. "뉴 호라이즌의 사명 중 중요한 부분은 Kuiper Belt를 더 잘 이해하는 것입니다."Singer는 Saturn과 Jupiter의 얼음 달의 지질학을 연구하는 연구 배경은 그녀가 KBOs에서 볼 수있는 표면적 과정을 이해할 수있게 해줄 것이라고 말했다. "Ultima Thule의 성공적인 비행으로 올해 초, 우리는 이제 3 개의 별개의 행성 표면을 연구 할 것입니다.이 논문은 예상보다 작은 충돌 크레이터를 나타내는 Pluto-Charon flyby의 데이터를 사용합니다. Ultima Thule 지원의 예비 결과 이 발견. " 전형적인 행성 모델은 46 억년 전에 태양계가 거대한 분자 구름의 중력 붕괴로 형성되었다는 것을 보여줍니다. 태양, 행성 및 붕괴되는 구름 내의 물질로 형성된 다른 물체는 부착 (accretion)으로 알려진 과정에서 함께 뭉치 게됩니다. 다른 모델은 다른 인구 와 태양계에서 물체의 위치를 초래한다 .

학점 : NASA / Johns Hopkins University 응용 물리 연구소 / Southwest Research Institute / K. 가수

"작은 KBO의이 놀라운 부족은 Kuiper Belt에 대한 우리의 견해를 바꾸고 화성과 목성 사이의 소행성 벨트의 형성 또는 진화 중 하나 또는 둘 다가 다소 다르다는 것을 보여줍니다. "아마도 소행성 벨트는 카이퍼 벨트보다 작은 몸체를 가지고 있습니다. 왜냐하면 인구가 더 큰 물체를 더 작은 물체로 분해하는 더 많은 충돌을 경험하기 때문입니다." 과학에 게재 된 논문 제목은 "명왕성과 카론의 충돌 크레이터는 작은 카이퍼 벨트 물체의 적자를 나타냅니다."

새로운 발견 : 뉴 호라이즌 우주선이 울티마 툴레의 가장 선명한 전망을 되돌립니다. 자세한 정보 : KN Singer el al., "명왕성과 카론의 충돌 크레이터는 작은 Kuiper 벨트 물체의 적자를 나타냅니다." 과학 (2019). science.sciencemag.org/cgi/doi ... 1126 / science.aap8628 저널 참조 : 과학 제공 : Southwest Research Institute

https://phys.org/news/2019-02-horizons-small-kuiper-belt-surprisingly.html#nRlv

 

 

.홀 효과는 그라 핀에서 점성을 띠게된다

2019 년 2 월 28 일, 맨체스터 대학교 그래 핀 크레디트 : AlexanderAlus / Wikipedia / CC BY-SA 3.0

영국 맨체스터 대학 (University of Manchester)의 연구원은 홀 효과 (홀 효과)가 1 세기 이상으로 잘 알려진 현상 ​​인 것으로 생각한만큼 더 이상 보편적이지 않다는 것을 발견했습니다. 이번 주 Science 지에 실린 연구 논문에서 Andre Geim 선생님과 Denis Bandurin 경이 이끄는 그룹은 전자 가 서로 강하게 상호 작용하여 점성이있는 흐름을 일으키면 홀 효과가 의미있게 나타날 수 있음을 발견했습니다 . 새로운 현상은 상온 에서 중요 합니다 . 전자 또는 광전자 장치를 제조 할 때 중요한 의미를 가질 수 있습니다 . 기체와 액체의 분자와 마찬가지로 고체의 전자는 종종 서로 부딪혀 점성 유체처럼 행동 할 수 있습니다. 이러한 전자 유체 는 특히 전자 - 전자 상호 작용 이 강한 재료의 새로운 거동을 발견하는 데 이상적입니다 . 문제는 대부분의 물질이 전자가 점성 정권에 들어갈 정도로 거의 순수하지 않다는 것이다. 이것은 전자들이 서로 상호 작용하고 점성이있는 흐름을 구성하기 전에 흩어질 수있는 많은 불순물을 포함하기 때문입니다. 그라 핀은 여기에서 매우 유용 할 수 있습니다 : 탄소 시트는 전자 - 전자 상호 작용이 산란의 주요 원천이되도록 몇 가지 결함, 불순물 및 포논 (온도에 의해 유도 된 결정 격자의 진동)만을 포함하는 매우 깨끗한 물질입니다. 점성 전자 흐름을 유도한다. "이전 연구에서, 우리 그룹은 그래 핀의 전자 흐름 이 꿀보다 100 배나 높은 0.1m 2 s -1 의 점도를 가질 수 있다는 것을 발견했다 ."라고 Bandurin 박사는 말했다. "전자 유체 역학의 첫 번째 시연 우리는 부정적인 저항, 전자 소용돌이 및 superballistic 흐름과 같은 매우 드문 현상을 발견했습니다. " 그라 핀의 전자가 점성 정권에있을 때 자기장을 가하면 더욱 특별한 결과가 발생합니다. 이론가들은 이미 원자로와 중성자 별뿐만 아니라 유체 역학 전반에서 플라즈마와의 관련성 때문에 전자 - 자기 유체 역학을 광범위하게 연구했습니다. 그러나 그러한 예측을 테스트하는 실용적인 실험 시스템 (예 : 큰 음의 자기 저항 및 비정상적인 홀 저항)은 지금까지는 쉽게 사용할 수 없었습니다. 최신 실험에서 맨체스터 연구진은 전류 경로와는 다른 거리에 배치 된 많은 전압 프로브가있는 그래 핀 소자를 만들었습니다. 그들 중 일부는 서로 1 마이크론 미만이었습니다. Geim과 동료 연구원은 현재 경로에서 먼 거리에서 측정 한 홀 효과는 정상이지만, 현재 인젝터에 가까운 접점을 사용하여 국부적으로 프로빙하면 그 크기가 빠르게 감소한다는 것을 보여주었습니다. "이 행동은 표준 교과서 물리학과 근본적으로 다릅니다"라고 Alexey Berdyugin 박사는 말합니다. 실험 작업을 수행 한 학생. "전압 접점이 현재 접점과 멀리 떨어져 있으면이 새로운 '점성 홀 효과 (viscous hall effect)'대신 오래된 지루한 홀 효과를 측정합니다. 그러나 전압 프로브를 현재 주입 지점 근처에 배치하면 전자의 흐름에서 소용돌이처럼 점도가 가장 극적으로 나타나면 Hall 효과가 감소한다는 것을 알 수 있습니다. "그라 핀 장치가 1 마이크론보다 작 으면 상온에서도 점도에 의한 전자 흐름의 질적 변화가 지속된다고 Berdyugin은 말한다."요즘 전자 장치 와 관련 하여이 크기가 일상화되어 왔기 때문에 점성 효과는 그라 핀 장치를 만들거나 연구 할 때 중요합니다. "

더 자세히 살펴보기 : 흑연은 새로운 양자 놀람을 제공합니다 자세한 정보 : "그래 핀의 전자 유체의 홀 점도" Science (2019). science.sciencemag.org/lookup/ ... 1126 / science.aau0685 저널 참조 : 과학 제공 : 맨체스터 대학 

https://phys.org/news/2019-02-hall-effect-viscous-graphene.html#nRlv

 

A&B, study(laboratory evolution, mainhotspot project)

B/http://www.mdpi.com/2072-4292/10/8/1261
A/https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0