Схема квантовых коммуникаций, описываемая регулярным четырехмерным комплексным политопом
Схема квантовых коммуникаций, описываемая регулярным четырехмерным комплексным политопом
А. Ю. Власов$^{1,2}$
В настоящее время обобщения протоколов квантовых коммуникаций с кубитов на системы с более высокой размерностью пространства состояний (кудиты) обычно используют взаимно несмещённые базисы, конструкция которых известна в любой размерности равной степени простого числа. Однако, в небольших размерностях также существуют формально более симметричные системы состояний, описываемые регулярными комплексными политопами, являющимися обобщением идеи правильных многогранников на комплексные пространства. В данной работе рассматривается применение модели, изначально предложенной Р. Пенроузом и построенной на основе геометрии додекаэдра и двух квантово запутанных частиц со спином 3/2. В более общем случае вместо них можно использовать две произвольные квантовые системы с четырьмя базисными состояниями (кукварты). В дальнейшем было показано, что эта система из 40 состояний эквивалентна конфигурации Виттинга и связанна с четырехмерным комплексным политопом описанным Кокстером. В работе предложен использующий данную конфигурацию протокол квантового распределения ключей, основанный на контекстуальности.
Показать АннотациюРаспараллеливание квантовых алгоритмов с помощью квантовой телепортации
Распараллеливание квантовых алгоритмов с помощью квантовой телепортации
С. С. Сысоев
В работе предложен метод распараллеливания квантовых алгоритмов в схемной модели, основанный на технике телепортации квантовых гейтов. Получаемое таким образом параллельное представление алгоритма имеет меньшую глубину схемы и, следовательно, большую вероятность корректного исполнения в условиях растущей со временем декогеренции квантового состояния. Сокращение длины схемы достигается за счет увеличения ее ширины - количества одновременно используемых в вычислениях кубитов.
Показать АннотациюКвантовый осциллятор как открытая система
Квантовый осциллятор как открытая система
А. И. Трубилко
Посредством алгебраической теории возмущений показана возможность использования модели квантового осциллятора в теории открытых квантовых систем. Рассмотрен случай резонансного и нерезонансного взаимодействий двух пространственно разделенных осцилляторов, каждый из которых взаимодействует со своим термостатом при различных температурах. Продемонстрирована возможность распада изолированного осциллятора при его нерезонансном взаимодействии на осциллятор посредник в окружение последнего. Алгебраическая теория возмущений во всех приведенных случаях не приводит к каким-либо нефизическим особенностям, либо противоречиям типа нарушения второго начала термодинамики и расхождениям при описании этих случаев в рамках глобального и локального подходов.
Показать АннотациюДинамика парамагнитных центров в оксиде гафния в процессе электронно-лучевого напыления
Динамика парамагнитных центров в оксиде гафния в процессе электронно-лучевого напыления
Е. А. Константинова, А. В. Королёва, А. В. Павликов, Е. В. Кытина, А. С. Ильин, М. Н. Мартышов
Обладающий высокой диэлектрической проницаемостью оксид гафния представляет интерес для использования в качестве мемристоров в электронике. В данной работе впервые выполнен сравнительный анализ типа и основных характеристик парамагнитных центров в серии образцов, которые прошли последовательные стадии синтеза: от исходного образца-мишени до пленки на подложке. Установлено, что основным типом дефектов в исследуемых материалах являются кислородные вакансии с неспаренным электроном (F+-центры). Обнаружено, что в процессе распыления мишени (кристаллического оксида гафния) концентрация F+ центров уменьшается, вероятно, в процессе перезарядки. Установлено, что в напыленной пленке оксида гафния концентрация F+ дефектов возрастает на порядок величины. Обнаруженный экспериментальный факт объясняется неупорядоченной (аморфной) структурой пленки. Полученные результаты имеют важное значение как с фундаментальной, так и с практической точки зрения, поскольку F+ являются центрами захвата носителей заряда и, следовательно, оказывают существенное влияние на электронные характеристики оксида гафния, определяющие его использование в электронных устройствах.
Показать АннотациюКонтролируемый рост углеродных нанотрубок и высокоупорядоченного графена на поверхности Pt(111) с использованием молекул фторфуллерена
Контролируемый рост углеродных нанотрубок и высокоупорядоченного графена на поверхности Pt(111) с использованием молекул фторфуллерена
Д. А. Музыченко$^1$, С. И. Орешкин$^2$, В. О. Суров$^1$, А. В. Самородский$^1$, М. Ю. Александров$^1$, В. И. Панов$^1$, А. И. Орешкин$^1$
Продемонстрирована возможность использования фторфуллерена C60F48 для осуществления контролируемого роста углеродных нанотрубок и доменов высокоупорядоченного графена, стимулированного промежуточным фоторированием поверхности платинового катализатора. Для обеспечения легкого отщепления атомов фтора от углеродного каркаса на поверхности Pt(111) была выбрана молекула C60F48. Показано, что молекулы фторфуллерена распадаются на поверхности Pt(111), теряя атомы фтора уже при комнатной температуре. Высокотемпературный пиролиз способствует фторированию поверхности Pt(111) и связыванию аморфного углерода, вызывая последовательный рост углеродных нанотрубок и графена при повышении температуры.
Показать АннотациюОсобенности определения механизма пиннинга в образце семейства пниктидов железа класса 111
Особенности определения механизма пиннинга в образце семейства пниктидов железа класса 111
Е. М. Фомина, А. И. Шилов$^2$, Е. О. Рахманов$^{2,3}$, И. В. Жувагин$^2$
В работе была проанализирована применимость значений напряженности $H_{𝑖𝑟𝑟}$ поля необратимости и напряженности $H_{𝑐2}$ верхнего критического поля при определении механизма пиннинга в образце семейства пниктидов железа класса 111 NaFe$_{(1−𝑥)}$Co$_{(𝑥)}$As. Также были рассмотрены способы вычисления $H_{𝑖𝑟𝑟}$ и $H_{𝑐2}$. Первый способ определения значений напряженности $H_{𝑖𝑟𝑟}$ поля необратимости основан на экстраполяции нулей графика $𝐽_{𝑐}(H)$. Второй метод, рассмотреный исключительно с теоретической точки зрения, - метод Крамера. Он основан на экстраполяции нулей графика $𝐽_{𝑐}^{1/2}𝐵^{1/4}(𝐵)$. Каждый из методов требует качественного определения нулей графиков для получения наиболее точного результата. Напряженность верхнего критического поля определяется с помощью экстраполяции точек, полученных при пересечении графика M(T) с прямой уровня M = 0. Из-за ограниченности рабочего диапазона измерительной установки значения $𝐻_{𝑖𝑟𝑟}$ для образца NaFe$_{(1−𝑥)}$Co$_{(𝑥)}$As были получены путем аппроксимации данных из ранее полученных результатов. При использовании $H_{𝑖𝑟𝑟}$ был установлен объемный тип пиннинга. Значения $H_{𝑐2}$ были также вычислены на основании уже полученных данных и позволили определить поверхностный механизм пиннинга, что согласуется с более ранними исследованиями. Это означает, что механизм пиннинга, при определении которого были использованы значения $H_{𝑖𝑟𝑟}$, установлен неверно. Было выяснено, что применение значений напряженности поля необратимости для образца NaFe$_{(1−𝑥)}$Co$_{(𝑥)}$As может привести к некорректному определению типа пиннинга.
Показать АннотациюИсследование топографии и механических свойств системы живая клетка-гидрогель методом сканирующей ион-проводящей микроскопии
Исследование топографии и механических свойств системы живая клетка-гидрогель методом сканирующей ион-проводящей микроскопии
Т. Н. Тихонова$^1$, А. В. Барковая$^2$, В. В. Мамед-Набизаде$^3$, В. С. Колмогоров$^3$, С. Т. Мацкеплишвили$^4$, Н. Н. Сысоев$^5$, А. С. Ерофеев$^3$, В. В. Фадеев$^5$
В настоящее время гидрогели вызывают все больший интерес благодаря своим уникальным характеристикам для использования в различных областях, таких как регенеративная медицина, 3D-культивирование клеток и доставка лекарств. Основной проблемой при применении гидрогелей в инженерии тканей является точная оценка их механических характеристик. В данной работе используется неинвазивный метод сканирующей ион-проводящий микроскопии (СИПМ), для определения жесткости живых клеток нейробластомы человека SH-SY5Y, выращенных на мягком, самоорганизующемся гидрогеле из пептида Fmoc-FF. Модуль Юнга для клеток SH-SY5Y уменьшается с увеличением жесткости подложки, со значениями 1015 Па и 750 Па на чашке Петри и гидрогеле Fmoc-FF, соответственно. Данный метод дает возможность одновременного исследования жесткости живых клеток и мягких гидрогелей, что является перспективным в области регенеративной медицины.
Показать АннотациюВспышка 2017-04-21: анализ излучения в линиях бальмеровской серии водорода
Вспышка 2017-04-21: анализ излучения в линиях бальмеровской серии водорода
Ю. А. Купряков$^1$, В. А. Малютин$^2$, К. В. Бычков$^1$, А. Б. Горшков$^1$, О. М. Белова$^3$
Мы наблюдали солнечную вспышку класса B6.2 в активной области NOAA 12651 на спектрографе HSFA обсерватории Ond\v{r}ejov в спектральных линиях водорода. После обработки спектров были определены интегральные потоки излучения в линиях H$\alpha$, H$\beta$ и H$\varepsilon$. В рамках модели нагретого газа выполнен теоретический расчёт параметров плазмы с учётом физических условий в хромосфере, включая самопоглощение в спектральных линиях. Объяснение наблюдаемых потоков требует представления о неоднородном газе. Согласие теоретических потоков с наблюдаемыми удаётся получить в модели наложения двух газовых слоёв. Позади находится газ с высокой концентрацией $N$ в диапазоне от $3\,10^{12}\text{см}^{-3}$ до $3\,10^{13}\text{см}^{-3}$, а между ним и наблюдателем --- менее плотный слой, где $N=(3\div6)10^{10}\text{см}^{-3}$. Толщина слоев находится в диапазоне от 600 до 3000 км, температура между 4000 K и 7200 К, а турбулентная скорость от 0 до 90 км/с. Присутствие плотных областей означает происхождение источника наблюдаемого излучения из средней хромосферы, не выше 1000 км.
Показать АннотациюАлгоритм исследования кандидатов в транзитные экзопланеты с помощью Глобальной сети роботов-телескопов МАСТЕР
Алгоритм исследования кандидатов в транзитные экзопланеты с помощью Глобальной сети роботов-телескопов МАСТЕР
А. Н. Тарасенков$^{1,3}$, В. М. Липунов$^{1,2}$, А. С. Кузнецов$^1$, Н. М. Буднев$^4$, А. Г. Тлатов$^5$, В. В. Юрков$^6$
В работе представлены основные принципы фотометрического исследования кандидатов в экзопланеты путем анализа архивных широкопольных изображений, полученных на телескопах-роботах Глобальной Сети МАСТЕР МГУ. Разработан и применен алгоритм исследования кандидатов в транзитные экзопланеты, не нарушающий выполнение основных задач сетью МАСТЕР - обнаружение оптических компонентов астрофизических источников высоких энергий и исследование происходящих в них процессов на различных временных масштабах. Был исследован ряд кандидатов из поля микроквазара V404 Cyg. Для кандидата TOI-3570.01 получена кривая блеска во время транзита предполагаемой экзопланеты, согласующаяся с расчетными эфемеридами.
Показать АннотациюНовые подходы к визуализации и анализу течений в ударных трубах
Новые подходы к визуализации и анализу течений в ударных трубах
Д. И. Долбня, И. А. Дорощенко, И. А. Знаменская, М. И. Муратов
В данной работе представлены новые подходы к исследованию газодинамических процессов в ударных трубах с использованием современных методов визуализации и анализа. Проводились исследования течения за ударной волной в прямоугольном канале ударной трубы постоянного сечения и в канале с препятствием. Эксперименты включают использование высокоскоростной цифровой съемки, инфракрасной термографии, метода трассирования, позволяющих с высокой временной и пространственной разрешающей способностью анализировать эволюцию течения в ударной трубе. Полученные результаты показали, что поток в канале ударной трубы может быть использован для исследований в течение 20 – 25 миллисекунд, что значительно превышает ранее использовавшиеся временные диапазоны. Возможно проведение экспериментов, включая исследования тепло-массообмена, связанного с обтеканием стенок канала, препятствий с инициированием импульсных разрядов в потоке. Представлены результаты исследования эволюции параметров потока. Показано, что использование методов машинного обучения и компьютерного зрения, в том числе сверточных нейронных сетей, позволяет эффективно обрабатывать и анализировать большие массивы данных, полученных при высокоскоростной регистрации.
Показать Аннотацию