Физика

Идея была такой: дать квантовому процессору задачу, которую он выполняет естественным для себя способом, а затем попытаться воспроизвести тот же результат на обычном компьютере. Для этого исследователи использовали сэмплирование случайных квантовых схем. В обычном компьютере информация хранится в битах: каждый бит принимает значение либо 0, либо 1. В квантовом компьютере используются кубиты. До измерения кубит может находиться в квантовом состоянии, которое нельзя описать просто как готовый ноль...

Если разбирать обычное вещество всё глубже, довольно быстро заканчиваются знакомые нам объекты. Молекулы состоят из атомов. Внутри атома находится ядро, а ядро состоит из протонов и нейтронов. Но и они оказались не последним уровнем. Эксперименты показали, что у протонов и нейтронов есть внутренняя кварковая структура. И здесь идея «разобрать предмет на детали, а потом рассмотреть каждую отдельно» перестаёт работать. Свободный кварк никто никогда не наблюдал. Более того, современная физика говорит, что просто вынуть один кварк из протона, скорее всего, вообще невозможно...

Пар кажется едва ли не самым безобидным веществом. Он рассеивается в воздухе, его нельзя взять в руки, а небольшой клуб белого тумана над чайником вообще не вызывает мысли о механической силе. Стальная стенка рядом с ним выглядит безоговорочным победителем. Внутри закрытого котла всё иначе. Горячая вода и пар давят на всю его внутреннюю поверхность, и металл должен удерживать это давление. Если оно становится выше того, на которое рассчитана конструкция, стенка может не выдержать. Главную роль здесь играет давление...

Потрите воздушный шарик о волосы — они потянутся за ним. Пройдитесь в носках по ковру и коснитесь металлической ручки — иногда между пальцем и металлом проскочит искра. Явление настолько привычное, что кажется одной из давно закрытых тем школьной физики. Но стоит спросить, почему один материал получает положительный заряд, другой отрицательный и что именно происходит в момент их контакта, — простого ответа уже не будет. Статическое электричество изучают веками, однако единой теории, которая объясняла бы его поведение для разных материалов, у физиков до сих пор нет...

Если ударить по обычному камертону, его звон будет постепенно становиться тише. На слух кажется, что вибрация просто плавно сходит на нет. Но на квантовом уровне энергия устроена иначе. Она передаётся отдельными порциями. И физиков давно интересовал простой вопрос: что происходит с самой последней порцией энергии, когда механическая вибрация окончательно исчезает? Физики из Стэнфордского университета создали микроскопический механический резонатор — по сути, крошечный аналог камертона — и оставили в нём всего один квант вибрации...

Алмаз нельзя просто нагреть и посмотреть, как он превращается в жидкость. При обычных условиях он скорее сгорит или перейдёт в другую форму углерода, чем спокойно расплавится. Чтобы добраться именно до плавления, нужны огромные давления. И здесь у физиков долго не сходились результаты. Эксперименты и компьютерные расчёты давали температуры плавления, отличавшиеся примерно на 20%. Оставался и другой вопрос: сохраняет ли алмаз свою обычную кристаллическую структуру до самого конца или перед плавлением успевает превратиться в другую форму углерода? Проверить это обычным нагревом нельзя...