КОЛЛАЙДЕР СНОВА УДИВЛЯЕТ МИР
Физики впервые поймали квантовую «магию» в коллайдереУскоритель снова удивляет мир фундаментальной физики.
Физики продемонстрировали, что привычный метод производства частиц на Большом адронном коллайдере (LHC) может создавать эффект, который буквально называют «магией». Этот термин был впервые предложен ещё в 1972 году, но сегодня он получает новое значение в контексте квантовых компьютеров.
Большой адронный коллайдер, который с 2012 года известен открытием бозона Хиггса, продолжает оставаться важнейшим инструментом для исследования фундаментальных частиц и законов природы. На этот раз команда физиков, братья-близнецы Крис и Мартин Уайты из Лондонского университета королевы Марии и Университета Аделаиды, представила работу в журнале Physical Review D, посвящённую феномену «магии» в топ-кварках.
Топ-кварки — это самые тяжёлые частицы Стандартной модели, и их свойства имеют особое значение для создания мощных квантовых компьютеров. Как объясняет Крис Уайт, «магия» измеряет сложность квантового состояния, которая делает его практически невозможным для моделирования на классических компьютерах. Чем выше показатель магии, тем больше необходимость использовать квантовые компьютеры для описания поведения таких систем.
В своей работе учёные изучили свойства топ-кварков, производимых на LHC, а именно их скорость и направление, которые фиксируются детекторами ATLAS и CMS. Исследование направлено на ответ на фундаментальный вопрос: «Создаёт ли природа магические топ-кварки, и если нет, то почему?»
Мартин Уайт отмечает, что понимание магических свойств квантовых систем открывает новые горизонты в разработке квантовых компьютеров. Эти машины используют кубиты, которые, в отличие от классических битов, могут принимать значения 0 и 1 одновременно. Такое свойство позволяет квантовым компьютерам решать задачи, недоступные их классическим аналогам.
За последние месяцы квантовые технологии совершили впечатляющие достижения. Летом компания Quantinuum представила компьютер, превзошедший результат Google 2019 года по «квантовому превосходству» в 100 раз. А в декабре Google объявил о создании нового квантового чипа Willow, способного выполнять расчёты, которые заняли бы у суперкомпьютера десятки септиллионов лет.
Работа LHC продолжается: после трёхлетнего перерыва в 2022 году начался третий этап экспериментов, который продлится до 2026 года. Ожидается, что обновлённый High Luminosity-LHC начнёт работу к 2029 году, увеличив интенсивность экспериментов в 10 раз и позволив учёным глубже исследовать бозон Хиггса и другие частицы. Это даст учёным ещё больше возможностей для открытия новых граней природы, возможно, ещё более загадочных, чем «магия».
создали белковые пары, которые связываются специфическим образом, формируя сеть, где одни компоненты активируют себя, а другие подавляют. Это обеспечивает приоритет реакции на сильнейший сигнал и игнорирование менее значимых. Для тестирования разработана клеточная линия с флуоресцентными маркерами, позволяющими визуально отслеживать активность системы. Активность ключевых белков снижала уровень свечения, что подтверждало точность работы перцептина.
Практическое применение технологии было продемонстрировано путем подключения системы к механизму апоптоза. Это позволило клеткам запускать гибель в ответ на заданные условия. Перцептин может использоваться для создания программируемых клеточных терапий, способных реагировать на специфические сигналы заболеваний. Например, такие клетки могут точечно уничтожать опухолевые образования или корректировать работу иммунной системы.
Эта технология открывает путь к разработке программируемых терапий, где клетки смогут отвечать на сигналы заболеваний индивидуальными действиями, например, выборочной гибелью или другими реакциями. Кроме того, работа показывает потенциал создания сложных вычислительных систем из взаимодействующих белков, что может стать шагом к биологическому искусственному интеллекту.
Подробнее: https://www.securitylab.ru/news/555012.php
