Квантовые технологии

Аннотация

В данной статье представлено полное доказательство и экспериментальная проверка двух глубоко взаимосвязанных гипотез, раскрывающих фундаментальные статистические свойства нулей дзета-функции Римана.На самом деле гипотез - три , но Гипотезу 1 я уже доказывал в прошлой статье . Это исследование не только устанавливает строгие теоретико-числовые результаты, но и предлагает новую спектрально-динамическую интерпретацию распределения нулей, связывающую теорию чисел с квантовым хаосом и теорией возмущений.

Исследование начинается с Гипотезы 2, утверждающей существование строгой иерархии в скорости сходимости эмпирических спектральных статистик к их предельным формам:
.

Данный гипотеза служит основой для обобщающей Мета-гипотезы 3, вводящей концепцию «критической оптимальности». В рамках этой концепции критическая линия  интерпретируется не просто как локус гипотезы Римана, а как линия спектральной жесткости. Мы доказываем, что она одновременно реализует два экстремальных принципа:

Глобальная минимизация хаоса: На этой линии статистика нулей демонстрирует максимально возможное подавление спектральных флуктуаций, достигая предельной степени универсальности, предсказанной GUE, но с уникально высокой скоростью сходимости. Это указывает на глобально оптимальную «упакованность» и отталкивание нулей.

Локальная максимизация стабильности: Критическая прямая выступает как аттрактор, обеспечивающий максимальную устойчивость статистических свойств нулей по отношению к «малым сдвигам» в комплексной плоскости. Любое отклонение от этой линии (например, рассмотрение мнимых частей нулей для функций из класса Сельберга с ) приводит к качественному и количественному нарушению доказанной иерархии, то есть к ослаблению спектральной жесткости. .

Таким образом, работа устанавливает новый мост между аналитической теорией чисел и математической физикой, показывая, что критическая прямая — это не пассивное множество размещения нулей, а динамически оптимальная линия, на которой достигается баланс, минимизирующий глобальный спектральный беспорядок и максимизирующий локальную структурную устойчивость. Результаты подразумевают, что гипотеза Римана, возможно, является следствием этого более глубокого экстремального принципа, управляющего распределением простых чисел.

Информационный парадокс чёрных дыр обычно формулируется как вопрос о том, куда исчезает информация при коллапсе материи и последующем испарении дыры. В этой статье предлагается другой взгляд на проблему: возможно, информация никуда не обязана «возвращаться», потому что она и не покидает внешнюю Вселенную. Рассматривается интерпретационная унитарная модель, в которой структурная информация о падающем объекте формируется в виде распределённого квантового следа во внешней среде ещё до образования горизонта событий, тогда как излучение Хокинга возвращает лишь энергию. Такой подход позволяет по-новому взглянуть на парадокс, не нарушая унитарности и не вводя дополнительных физических сущностей.

В августе этого года я начал выкладывать свои релизы по научным статьям, которые делаю для МФТИ, на Хабр. Эти релизы представляют из себя особый жанр статей: это подробные пересказы содержания научных статей и исследований российских ученых, содержание которых они сами одобрили и в большинстве случаев отредактировали.

Я пишу в среднем по 10 релизов в месяц, начиная с июля 2024-го года.

Вплоть до конца марта 2025-го года релизы делались полностью вручную, а затем опыт, навыки и понимание структуры были использованы, чтобы создать подробный промпт для облегчения этой работы. Этот промпт совсем не дает готового релиза (нужно проверять по содержанию статьи, редактировать, исправлять, подбирать иллюстрации и делать тому подобное), но очень полезен для быстрого чтения научных статей (многие ученые были мне очень благодарны за этот промпт) и помогает в моей работе

https://colab.research.google.com/drive/1IhrozZA9RyxZNimoP3usQfOIHxi0FV0S?usp=sharing

Вот он же в ворде

https://docs.google.com/document/d/1vjMs0msmleQqDXr_0TYyAgB2uelUHXHSmPYTX8I4Ulo/edit?usp=sharing

Здесь сделаю обзор своих последних релизов, которые не успел выложить на Хабр (и по одному больше не буду выкладывать).

В первой части мы обсудили, зачем вообще квантовой криптографии понадобились спутники, чем низкоорбитальные аппараты отличаются от геостационарных, и прикинули «на пальцах»: если с Земли отправить 100000000 фотонов, то до низкоорбитального спутника “долетит” порядка тысячи — то есть потери составят около 50 дБ. Этого достаточно, чтобы интуитивно почувствовать масштаб проблемы, но не очень понятно, откуда берутся эти 40 – 50 дБ и почему такие потери вообще реалистично выдерживать.

Привет, Хабр! На связи вновь Алексей Капранов, архитектор-исследователь в команде квантовых вычислений Cloud.ru. В первой части мы узнали, что такое тензорные сети, познакомились с графическим представлением, вспомнили основные операции и подумали над алгоритмической сложностью.

Прошлая статья была подготовительной и немного философской преамбулой. Сегодня мы продолжим знакомиться с тензорными сетями и наконец-то доберемся до представления тензорного поезда, которое получим при помощи сингулярного разложения.

Рекомендуется к прочтению ML/AI‑исследователям и инженерам, которым интересны продвинутые методы понижения размерности; исследователям алгоритмов и численным аналитикам, а также всем, кто интересуется математикой и знаком с линейной алгеброй.

Большой коллектив российских ученых из ведущих физических институтов Москвы, Нижнего Новгорода, Сарова и Санкт-Петербурга представил амбициозный проект нового эксперимента по поиску аксионов — гипотетических частиц, считающихся одними из главных кандидатов на роль темной материи. Предложенная установка, получившая название «Космологический Аксионный Саровский Галоскоп» (CASH), будет использовать уникальные однофотонные детекторы на основе джозефсоновских переходов, что позволит ей преодолеть фундаментальный квантовый предел чувствительности и достичь рекордных показателей в ранее неисследованной области масс. Этот прорыв может наконец пролить свет на природу загадочной субстанции, составляющей более 80% всей материи во Вселенной. Описание проекта опубликовано  в журнале Physical Review D.

Привет, Хабр! Меня зовут Капранов Алексей, я архитектор-исследователь в команде квантовых вычислений в Cloud.ru. Сегодня я расскажу про подход, который позволяет не только моделировать большие квантово-механические системы, но и полезен для целого ряда задач, включая машинное обучение и нейронные сети.

И физики, и математики страдают от так называемого «проклятия размерности», которое заключается в экспоненциальном росте сложности вычислений и необходимой памяти при увеличении числа параметров. Методы тензорных сетей позволяют существенно сократить этот скейлинг и в ряде случаев даже получить линейную сложность по количеству параметров и размерности задачи.

В этой части мы вспомним основы тензорной алгебры и на простых примерах узнаем, что же такое тензорная сеть и как представлять операции с тензорами в виде комбинации палочек и кружочков.  

18 сентября 2025 года в московском корпусе МФТИ по адресу Климентовский пер., 1 вновь собрались научные журналисты, блогеры и ученые из ведущих российских научных центров. Темой встречи стало будущее электроники — область, где Россия сталкивается с серьезными вызовами, но одновременно имеет и прорывные научные заделы.

Докладчиками выступили: Алексей Большаков, директор Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ: Андрей Зенкевич, заведующий лабораторией функциональных материалов и устройств для наноэлектроники МФТИ; Сергей Пономаренко, директор Института синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН; Ансар Сафин, заместитель директора ИРЭ им. В.А.Котельникова РАН, руководитель молодежной лаборатории в РАН; Иван Круглов, заведующий лабораторией компьютерного дизайна материалов Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ; Виктор Казанцев, заведующий лабораторией нейробиоморфных технологий МФТИ, и Алексей Фаустов, заместитель директора  департамента индустриальных программ Сколково.

Международная группа ученых из Китая и России предложила и теоретически обосновала элегантный метод управления сложными квантовыми состояниями в экситон-поляритонных конденсатах. Исследователи разработали двухступенчатый подход, позволяющий с помощью оптического насоса превращать нестабильные, асимметричные состояния системы в устойчивые и упорядоченные. Это открывает новые пути для создания передовых оптических и квантовых устройств. Результаты работы опубликованы в журнале Physical Review B. Исследование было частично поддержано грантами Национального научного фонда Китая и Санкт-Петербургского государственного университета.

Представьте мир, где искусственный интеллект обучается не месяцами, а часами, сложнейшие климатические и фармакологические модели рассчитываются в реальном времени, а безопасность данных гарантирована законами квантовой физики. Это не сценарий далекого будущего — это обозримая перспектива, ключ к которой лежит в создании фотонно-квантовых чипов. Недавно Китай заявил о разработке чипа, который, по утверждениям, способен в тысячу раз ускорить работу дата-центров для ИИ. Эта новость обнажила острейший технологический фронт нашей эпохи, где титаны науки и бизнеса ведут невидимую, но отчаянную борьбу за квантовое превосходство. Но что стоит за громкими заголовками? Где закреплены права на эти прорывные технологии? Ответ лежит в мире патентов — цифровой карте интеллектуальных сражений за будущее.

Вам нужно подготовить текст (программу или статью), вы профи и прекрасно знаете как это делать, но в голове хаос из мыслей и гнетущее чувство сомнения. Силы тратятся на борьбу с самим собой, на то что бы вернуть свое внимание к предмету задачи после того как поймал себя на том, что снова отвлекся на какую-то ерунду — это мое личное ощущение при проживании прокрастинации. Если у вас ощущения проблемы совпадают, то есть шанс, что решение вам тоже подойдет.

Всё, что вам нужно знать, умещается в три шага. Не читайте дальше, пока не выполните их мысленно для своей текущей задачи.

Алгоритм «Установка якоря»:

В 2025 году была опубликована работа из области философии квантовой механики, которая объясняет как можно превратить квантовую механику в полноценную физическую теорию (как принято определять физическую теорию в философии физики), не модифицируя её (как это делает, например, GRW), не прибегая к онтологии многих миров (как это делает MWI и некоторые другие интерпретации) и избегая иных проблем (свойственных, например, бомовской механике). Я хочу рассказать об этой работе, которая существенно продвигает наше понимание квантовой физики, даже если и не является окончательным ответом на загадку квантовой механики.

Международный коллектив исследователей из Университета Вестлейк (Китай), СПбГУ и МФТИ разработал уникальный «умный» материал. Полимерный фотонный кристалл с эффектом памяти формы может «стирать» свой яркий структурный цвет при контакте с водой и мгновенно восстанавливать его под действием спирта, ацетона или простого прикосновения.

Группа исследователей из МФТИ, Санкт-Петербургского и Владимирского государственного университетов разработала и теоретически обосновала новую платформу для контроля над гибридными частицами света и материи — экситон-поляритонами. Объединив свойства жидких кристаллов, полупроводниковых перовскитов и мощного вычислительного метода топологической оптимизации, ученые показали, как можно создавать сложные световые поля с заранее заданной структурой, включая полноценные полутоновые изображения и области с различной поляризацией света. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review A. 

Преодоление пути от точки А до точки Б может быть весьма увлекательным приключением, которое может стать куда более важно самого пункта назначения. Однако, чаще всего присутствует желание как можно быстрее преодолеть этот путь. В работах жанра фэнтези и научная фантастика часто встречается технология (или заклинание) для моментального переноса человека из одно место в другое — телепортация. Теоретически, это вполне возможно реализовать, но пока нам до этого еще очень далеко. А вот квантовая телепортация информации стала намного ближе благодаря исследователям из Штутгартского университета (Штутгарт, Германия), которым удалось перенести данные между двумя фотонами из разных квантовых точек. Как именно была осуществлена телепортация данных, что для этого потребовалось, и насколько ближе стала реализация квантового интернета? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

В этой статье я подробно опишу как численно смоделировать простейшую квантовую систему — систему с двумя состояниями. Ценность этой симуляции не только в ней самой, но также в той базе, которую она заложит для любой квантовомеханической симуляции.

Использовать для расчётов я буду (современный) Фортран, так что можно рассматривать эту статью и как своеобразное введение в программирование на Фортране. Это по-своему красивый язык, паритета с которым в ряде аспектов не имеет ни один другой язык программирования.

Физики из МФТИ и Всероссийского научно-исследовательского института автоматики им. Н.Л. Духова (ВНИИА) предложили и теоретически обосновали новый способ создания макроскопических квантовых состояний света, известных как «коты Шрёдингера». Механизм, основанный на рассеянии лазерного излучения на свободных электронах, открывает путь к созданию таких состояний в условиях, где другие, более известные методы, не работают. Это достижение не только расширяет фундаментальное понимание взаимодействия света и материи, но и предоставляет новый инструмент для развития квантовых технологий. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review A.  Работа была поддержана грантом Российского научного фонда 24-12-00055.

Коллектив российских физиков из МФТИ, Института теоретической и прикладной электродинамики РАН и ВНИИА им. Н.Л. Духова теоретически доказал и смоделировал удивительное явление: временное охлаждение самого холодного объекта в сложной квантовой системе без использования внешнего холодильника, за счет передачи его тепла более горячим объектам. Этот парадоксальный процесс не нарушает второе начало термодинамики, но бросает вызов нашему интуитивному пониманию тепловых потоков. Результаты работы опубликованы в журнале Physical Review A.

Теории квантовой гравитации - на сегодняшний день это, пожалуй, самая сложная для понимания и неоднозначная с точки зрения достоверности и проверяемости ветвь современной физики. Это попытка соединить непрерывную общую теорию относительности, описывающую гравитационные поля и волны, с дискретной квантовой физикой, исходя из предположения квантования (существования минимальной единицы) пространства-времени.

Представляю вам перевод на русский язык фундаментальной работы 1995 года физика Криса Ишема, не потерявшей актуальность и в наши дни, где он подробно и относительно простым языком анализирует проблемы квантовой гравитации, существующие теории, их достоинства и недостатки. Это прекрасное введение в квантовую гравитацию, в область знаний, которая бросает дерзкий вызов нашей логике и интуиции, нашему интеллекту...

Независимая лаборатория CloudBridge Research открывает инструменты и результаты исследований QUIC, MASQUE, BBRv3 и FEC. В статье — практический опыт измерения задержек и джиттера на межрегиональных трассах, ссылки на открытые стенды и приглашение университетов, компаний и open-source проектов к совместным экспериментам.