Connect with us

science

Komputery kwantowe: w ten sposób można uzyskać miliony kubitów

Published

on

Komputery kwantowe: w ten sposób można uzyskać miliony kubitów
Nauki Komputery kwantowe

„Potrzebujemy milionów bitów kwantowych”.

Kolumna fizyki Kolumna fizyki

Fizyk Winfried Hensinger w swoim laboratorium z komputerami kwantowymi

Źródło: Winfried Hensinger

Tutaj możesz posłuchać naszych podcastów WELT

Aby przeglądać treści osadzone, konieczne jest uzyskanie przez Ciebie odwołalnej zgody na przesyłanie i przetwarzanie danych osobowych, gdyż dostawcy treści osadzonych wymagają tej zgody jako zewnętrzni usługodawcy. [In diesem Zusammenhang können auch Nutzungsprofile (u.a. auf Basis von Cookie-IDs) gebildet und angereichert werden, auch außerhalb des EWR]. Ustawiając przełącznik w pozycji „Wł.”, zgadzasz się na to (z możliwością odwołania w dowolnym momencie). Obejmuje to również Twoją zgodę na przekazanie niektórych danych osobowych do państw trzecich, w tym do USA, zgodnie z art. 49 ust. 1 lit. a) RODO. Możesz znaleźć więcej informacji na ten temat. W każdej chwili możesz odwołać swoją zgodę korzystając z klucza i prywatności na dole strony.

Komputery kwantowe mają obecnie zaledwie kilkadziesiąt wzmacniaczy kwantowych. Oznacza to, że w zasadzie mogą udowodnić swoją funkcjonalność. Ale do zadań praktycznych potrzebna jest większa liczba kubitów. Niemiecko-brytyjski fizyk wyjaśnia, jak można to osiągnąć.

BPodczas swojej pracy doktorskiej w Australii Winfried Hensinger postawił sobie trudny cel, który chciał osiągnąć w swoim życiu jako fizyk: „Chcę zbudować komputer kwantowy”. Uniwersytet w SussexKiedy w końcu zobaczył wszystkie podstawowe wymagania, aby założyć własną firmę w 2018 roku.

Ważnym aspektem było osiągnięcie naukowe osiągnięte w 2016 roku. z „Uniwersalny kwantHensinger przyjeżdża teraz do Hamburga, ponieważ fizyk posiadający paszport brytyjski i niemiecki może skorzystać z hojnych funduszy dla innowacyjnych firm zajmujących się komputerami kwantowymi w tym kraju.

Na całym świecie istnieją dziesiątki grup badawczych i firm zajmujących się badaniami i rozwojem komputerów kwantowych. Do uzyskania tak zwanych bitów kwantowych (Qbitów) stosuje się bardzo różne techniki. To, który z nich ostatecznie zwycięży i ​​będzie lepiej dostosowany do komercyjnych komputerów kwantowych, pozostaje kwestią otwartą. Naturalnie każdy naukowiec pokłada największe nadzieje w drodze rozwoju, na której sam się znajduje.

Tak naprawdę istnieją już pierwsze komputery kwantowe, które zasadniczo udowodniły swoją funkcjonalność. Potrafili rozwiązywać określone zadania za pomocą specjalnych algorytmów kwantowych. Liczba kubitów w tych systemach to zwykle tylko dwie liczby.

„Aby móc rozwiązywać realne problemy za pomocą komputerów kwantowych w praktyce, potrzebujemy milionów kubitów” – mówi Hensinger. Z tego powodu niektóre dotychczas stosowane technologie nie będą miały szans w dłuższej perspektywie, gdyż nie są „skalowalne”.

„Technologię nazywamy skalowalną, jeśli można ją wykorzystać nie tylko do budowy systemów zawierających 100 kubitów, ale także poprzez modułowe skalowanie systemów zawierających 1000, 10 000 lub 1 milion kubitów” – wyjaśnia Hensinger. To właśnie powinno być możliwe dzięki preferowanej przez niego technologii.

Przeczytaj także

Komputer kwantowy D-Wave w Centrum Badawczym w Jülich

Kubity Hensingera są reprezentowane przez jony, czyli naładowane elektrycznie jony zawarte w pułapkach jonowych na mikrochipach. „Pierwszy chip pułapki jonowej zaprezentowałem w 2005 roku” – mówi brytyjsko-niemiecki badacz. W tym samym roku uzyskał katedrę w Anglii.

„Główną zaletą tej technologii jest jej skalowalność” – mówi Hensinger. „W Hamburgu chcemy zbudować komputer kwantowy, w którym połączymy cztery chipy polami elektrycznymi przy użyciu nowej, wymyślonej przez nas techniki. Budujemy więc prawdziwy modułowy Oczywiście w ten sam sposób można zbudować komputer kwantowy z milionami kubitów” – mówi Hensinger. Następnie można po prostu podłączyć kilka innych układów.

Bo jeśli to zadziała, to należy na tej samej zasadzie zadokować inne moduły i można zbudować skalowalny komputer kwantowy. W podobny sposób badacze wykorzystują światło lasera do komunikacji z kubitami. Jednak próba zrobienia tego z milionami kubitów jednocześnie wydaje się beznadziejna.

Mikrofale działają w technologii Qbits

„Nie można skierować milionów laserów na mikrochipy jonowe, ale w 2016 r. dokonaliśmy zdecydowanego przełomu” – mówi Hensinger. Opracowaliśmy chipy, które wytwarzają heterogeniczne monety magnetyczne w obszarze procesora. Następnie można zmienić częstotliwość rezonansową jonu, po prostu przemieszczając jon w niejednorodnym polu magnetycznym za pomocą przyłożonego napięcia. Oznacza to, że przykładając napięcie, można określić, czy jon może absorbować mikrofale. Mikrofale zmieniają następnie stan jonów i można wykonywać obliczenia, po prostu przykładając napięcie.

READ  Indyjska szczepionka wykazuje ponad 77 procent skuteczności – infekcja spada do najniższego poziomu od jedenastu miesięcy

Dużą zaletą technologii komputera kwantowego jest to, że zasadniczo działa ona w temperaturze pokojowej. Z kolei komputer kwantowy opracowany przez Google musi zostać schłodzony do temperatur rzędu milikelwinów – nieco powyżej zera absolutnego, czyli minus 273 stopni Celsjusza. Jest to skomplikowane, kosztowne i stanowi kolejną przeszkodę w ekspansji. Doprowadzenie milionów kubitów do tak niskich temperatur jest wyzwaniem prawie niemożliwym do pokonania.

I to właśnie ta skalowalność będzie ostatecznie wymagać chłodzenia chipów Hensingera. Gdyby miliony jonów były tam aktywne w postaci kubitów, ciepło odpadowe, które nieuchronnie by powstało, byłoby bardzo duże. „Chcemy schłodzić nasze chipy do temperatury minus 200 stopni Celsjusza za pomocą helu” – mówi fizyk. „Można to osiągnąć niewielkim wysiłkiem i bardzo rozsądnymi kosztami”.

Tutaj znajdziesz treści pochodzące od osób trzecich

Aby przeglądać treści osadzone, konieczne jest uzyskanie przez Ciebie odwołalnej zgody na przesyłanie i przetwarzanie danych osobowych, gdyż dostawcy treści osadzonych wymagają tej zgody jako zewnętrzni usługodawcy. [In diesem Zusammenhang können auch Nutzungsprofile (u.a. auf Basis von Cookie-IDs) gebildet und angereichert werden, auch außerhalb des EWR]. Ustawiając przełącznik w pozycji „Wł.”, zgadzasz się na to (z możliwością odwołania w dowolnym momencie). Obejmuje to również Twoją zgodę na przekazanie niektórych danych osobowych do państw trzecich, w tym do USA, zgodnie z art. 49 ust. 1 lit. a) RODO. Możesz znaleźć więcej informacji na ten temat. W każdej chwili możesz odwołać swoją zgodę korzystając z klucza i prywatności na dole strony.

Continue Reading
Click to comment

Leave a Reply

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

science

Przeszczepy mózgu i sztuczna inteligencja przywracają zdolność mówienia pacjentom ze stwardnieniem zanikowym bocznym

Published

on

Przeszczepy mózgu i sztuczna inteligencja przywracają zdolność mówienia pacjentom ze stwardnieniem zanikowym bocznym
  1. 24vita
  2. Żyj zdrowo

Dzięki dalszemu rozwojowi naukowcom udało się przywrócić pacjentom ich język. Umożliwia to interfejs mózg-komputer.

Po udarze mogą wystąpić problemy z mową. Niektórzy chorzy tracą nawet całkowicie zdolność mówienia. Dotyczy to również pacjentów ze stwardnieniem zanikowym bocznym. W miarę postępu choroby, stwardnienia zanikowego bocznego (ALS), komórki nerwowe pacjenta ulegają coraz większemu uszkodzeniu. A także te odpowiedzialne za kontrolę mięśni. Może to prowadzić do osłabienia mięśni i paraliżu, co może również wpływać na mięśnie jamy ustnej i gardła. W rezultacie pacjenci mają problemy z formacją mowy i mówią niewyraźnie lub niezrozumiałie.

Istnieją już pomoce komunikacyjne, takie jak komputery głosowe, które można wykorzystać w powyższych sytuacjach. Jednak teraz amerykańskim naukowcom udało się opracować nowy typ systemu komunikacji wykorzystujący sztuczną inteligencję (AI), który może znacznie poprawić jakość życia osób dotkniętych tą chorobą.

Impulsy nerwowe są przekształcane na tekst lub dźwięk

Zespół badaczy kierowany przez Francisa R. Willett z Instytutu Medycznego Howarda Hughesa na Uniwersytecie Stanforda w Kalifornii dokonuje radykalnych ulepszeń w implantach mózgowych i powiązanych z nimi centrach kontroli. Pacjentka ze stwardnieniem zanikowym bocznym przetestowała system i była mile zaskoczona wynikami: kobieta, która utraciła zdolność mówienia, mogła wyrażać się za pomocą języka, korzystając z rozwiązania opartego na sztucznej inteligencji.

Mówiąc najprościej, działa to w następujący sposób: implanty mózgowe przekazują impulsy nerwowe do systemu, który za pomocą sztucznej inteligencji może je przekształcić w mowę. Liderzy badań z USA ujęli to własnymi słowami Zostań Oto co następuje: „Interfejsy mózg-komputer obsługujące głos (BCI) mogą umożliwić osobom z paraliżem szybką komunikację poprzez przekształcanie aktywności neuronowej wywołanej próbami mówienia na tekst lub dźwięk”.

Dzięki sztucznej inteligencji pacjenci po udarze i stwardnieniu zanikowym bocznym mogli znów mówić. (Awatar) © Pond5/Imago

Nie przegap niczego: wszystko, co dotyczy zdrowia, znajdziesz w regularnym biuletynie naszego partnera 24vita.de.

Sztuczna inteligencja umożliwia dokładniejsze tłumaczenie impulsów nerwowych na mowę

To nie pierwszy raz, kiedy badaczom udało się poprawnie odczytać, co ktoś chce powiedzieć, na podstawie danych z mózgu Codzienne wiadomości. Nowością w aktualnej publikacji jest to, że badacze wykorzystują sztuczną inteligencję do przetwarzania danych. Zaleta: sztuczna inteligencja umożliwia dokładniejsze i bezbłędne tłumaczenie impulsów mózgowych na język, niż było to wcześniej możliwe.

READ  Zajmuje tylko 2 minuty: prosta sztuczka, która natychmiast zmniejsza ryzyko cukrzycy typu 2

„Dzięki nagraniom w wysokiej rozdzielczości uczestnik badania, który ze względu na stwardnienie zanikowe boczne nie był już w stanie mówić zrozumiale, osiągnął współczynnik błędów słownych na poziomie 9,1% przy słownictwie składającym się z 50 słów (2,7 razy mniej błędów niż przed mową BCI2). ).” oraz współczynnik błędów słownych wynoszący 23,8% w słownictwie liczącym 125 000 słów (według naszej wiedzy jest to pierwsza udana demonstracja dekodowania dużego słownictwa). Próba mówienia naszego uczestnika została odkodowana z szybkością 62 słów na minutę, czyli 3,4 razy szybciej niż poprzedni zapis i zbliżoną do prędkości normalnej rozmowy (160 słów na minutę). Natura Został opublikowany. Naukowcy doszli do wniosku: „Te odkrycia wskazują realną metodę szybkiego przywrócenia komunikacji sparaliżowanym osobom, które nie mogą już mówić”.

Artykuł ten zawiera jedynie ogólne informacje na dany temat zdrowotny i dlatego nie jest przeznaczony do autodiagnostyki, leczenia ani przyjmowania leków. W żadnym wypadku nie zastępuje to wizyty u lekarza. Niestety nasi redaktorzy nie mogą odpowiadać na indywidualne pytania dotyczące schorzeń.

Continue Reading

science

Dziedzictwo neandertalczyka o janusowej twarzy

Published

on

Dziedzictwo neandertalczyka o janusowej twarzy
  1. Strona główna
  2. Dowiedzmy się

Dzięki analizie genetycznej udowodniono, że neandertalczycy i współcześni ludzie mieli kontakty seksualne i mieli wspólne dzieci. © Katerina Harvati/Uniwersytet w Tybindze Gleifer Petrou

Możliwości analizy genetycznej w niesamowity sposób wkroczyły w paleoantropologię, ale nie mogą zastąpić tradycyjnych metod.

FRANKFURT – Jeśli spojrzeć na drzewo genealogiczne człowieka, z biegiem czasu staje się ono coraz bardziej rozgałęzione. Dodano jedną lub dwie gałęzie, inne przeniesiono, a jeszcze inne zniknęły. Ewolucja naszego gatunku nigdy nie była liniowa, z wieloma ścieżkami prowadzącymi w ślepe zaułki. Obraz jest teraz tak złożony, że bardziej przypomina sieć; Częściowo zagmatwany, z dużymi lukami.

Możliwość analizy materiału genetycznego skamieniałości stanowi potężny zastrzyk wiedzy w tej dziedzinie. Nagroda Nobla w dziedzinie medycyny za rok 2022 dla Svante Pääbo, założyciela nowej nauki zwanej paleogenetyką, uwzględnia to: Pääbo, dyrektorowi Instytutu Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka w Lipsku, udało się zsekwencjonować genom neandertalczyka.

Analizy genetyczne są ważne, ale same w sobie nie są wystarczająco znaczące

Można przypuszczać, że poprzez analizę DNA wykazano, że proces ten, w odróżnieniu np. od badania kości, daje wyniki „jednoznaczne” i nie pozostawia dużego pola do interpretacji. Ale to nie jest prawdą. Analizy genetyczne są ważne, ale same w sobie nie są wystarczająco znaczące, mówi paleoantropolog Katerina Harvati z Centrum Ewolucji Człowieka i Paleośrodowiska Senckenberga na Uniwersytecie w Tybindze, która niedawno wypowiadała się na ten temat podczas wykładu Gustava Heinricha Ralpha von Königswalda na Uniwersytecie w Tybindze. Centrum Badawcze Senckenberga. Obecny w Instytucie Historii Naturalnej i Muzeum we Frankfurcie.

Dopiero zebranie, zwłaszcza analiza kości, zwłaszcza czaszek, może dać pełny obraz. Ponadto wiele skamieniałości nie zawierało żadnego użytecznego materiału DNA. Zwłaszcza w przypadku znalezisk starszych niż czasy neandertalczyków i wczesnego Homo sapiens zwykle nie jest już możliwe odzyskanie nadającego się do użytku materiału genetycznego – jeszcze nie teraz. Zasadniczo szanse są większe w obszarach zimniejszych niż w obszarach cieplejszych.

READ  Dzięki odpowiedniemu treningowi sport pomaga w leczeniu tych 10 powszechnych dolegliwości

Analiza genetyczna dała zaskakujące wyniki

Jednak analiza genetyczna dała zaskakujące wyniki, które wywracają do góry nogami stare stałe. Obecnie wiemy, że neandertalczycy pozostawili ślady w genomie Homo sapiens nawet po ich wyginięciu 40 000 lat temu. Jak mówi Katarina Harvati, genom współczesnego człowieka w Europie zawiera około dwóch do trzech procent genów neandertalczyka.

Naukowiec dokonuje jednak ciekawej obserwacji: „Odsetek genów neandertalczyka był wyższy, ale spadł”. Fakt, że Homo sapiens pozbył się w toku ewolucji pozostałości genetycznych swoich krewnych, sugeruje, że odpowiedni stosunek genów nie był zaletą. Harvati wyjaśnia, że ​​ilość nie jest czynnikiem decydującym: „Nie proporcje się liczą, tylko geny, na które ma to wpływ”.

Jest oczywiste, że układ odpornościowy neandertalczyka nadal na nas wpływa, zarówno pozytywnie, jak i negatywnie.

Ważny genetyczny czynnik ryzyka zachorowania na ciężki koronawirus pochodzi od neandertalczyków

Przykład tego pochodzi z niedawnej przeszłości. Svante Pääbo z Instytutu Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka w Lipsku i jego kolega Hugo Zyberg ze szwedzkiego Instytutu Karolinska odkryli, że ważny genetyczny czynnik ryzyka ciężkiego przebiegu Covid-19 pochodzi od neandertalczyków. W tym kontekście laureat Nagrody Nobla Papo mówił o „spóźnionej zemście neandertalczyków”.

Tymczasem: W dodatkowych badaniach Baabo i Zeberg odkryli, że inny wariant genu neandertalczyka na chromosomie 12 zmniejsza ryzyko ciężkiej choroby Covid o 20 procent. Około połowa ludzi spoza Afryki ma ten ochronny typ w swoim genomie. „Bez wątpienia układ odpornościowy neandertalczyka nadal na nas wpływa – zarówno pozytywnie, jak i negatywnie” – mówi Babu.

Między neandertalczykami a współczesnymi ludźmi doszło do kontaktów seksualnych

Udowodniono, że między neandertalczykami a współczesnymi ludźmi dochodziło do kontaktów seksualnych. Przez długi czas zakładano, że do spotkania doszło około 50 000 lat temu. Jednak nowe odkrycia podważają stan długotrwałych badań. Zespół afroamerykańsko-chiński kierowany przez Uniwersytet w Pensylwanii wykazał, że Homo sapiens i neandertalczycy musieli spotkać się po raz pierwszy 250 000 lat temu. Badanie opiera się na analizach genetycznych współczesnych ludzi i neandertalczyków i zostało niedawno opublikowane w czasopiśmie Current Biology.

READ  Europa chce wysłać europejskiego astronautę na Marsa przed 2040 r.

Pewne jest, że Homo sapiens i neandertalczycy wyewoluowali niezależnie od siebie w Afryce i Europie z wcześniejszego, wcześniejszego gatunku ludzkiego Homo erectus. Gdy współcześni ludzie opuścili Afrykę około 70 000–50 000 lat temu, napotkali neandertalczyków na Bliskim Wschodzie i na terenach dzisiejszej Europy.

Zespół kierowany przez Alexandra Platta z Perelman School of Medicine na Uniwersytecie Pensylwanii odkrył, że ponad 250 000 lat temu do Eurazji musiała wyemigrować linia znacznie starsza niż współcześni ludzie i zmieszać się z neandertalczykami. Według naukowców starożytni współcześni ludzie zamieszkujący ten region z czasem wymarli, pozostawiając jedynie populację neandertalczyków – aż do przybycia kolejnej fali Homo sapiens 100 000 lat później.

Współczesne geny ludzkie u neandertalczyków pogarszały sprawność fizyczną

Jednak niektóre hybrydy wczesnych ludzi i neandertalczyków musiały wrócić do Afryki. Wbrew wcześniejszym przypuszczeniom naukowcy odkryli, że w afrykańskich genomach faktycznie znajdowały się części genów neandertalczyka; Choć jest niższy niż w Europie. Najwyższe poziomy wykryto w regionie Amhara w Etiopii oraz wśród ludności Fulani w Kamerunie.

Naukowcy zauważyli także, że większość DNA Homo sapiens zlokalizowana jest w niekodujących regionach genomu neandertalczyka, czyli w nieaktywnych miejscach, gdzie nie są odczytywane białka. Zdaniem kierownika badania Platta sugeruje to, że geny współczesnego człowieka neandertalczyka szkodzą jego przystosowaniu – w podobny sposób, w jaki dobór naturalny usunął większość genów neandertalczyka z Homo sapiens. To, co zadziałało dla jednej osoby, może powodować problemy dla innej i odwrotnie. (Pamela Dorhofer)

Continue Reading

science

Dziesięć objawów wskazujących na białaczkę

Published

on

Dziesięć objawów wskazujących na białaczkę
  1. Gazeta Viterauera
  2. doradca
  3. zdrowie

Wcześnie wykryte szanse na wyleczenie raka, w tym białaczki, są często duże. Początkowe objawy mogą wydawać się nieszkodliwe, ale należy je traktować poważnie.

Białaczka, zwana także białaczką, jest zagrażającą życiu chorobą układu krwiotwórczego. Tworzą się chore białe krwinki, zwane komórkami białaczkowymi, które w miarę postępu choroby zastępują zdrowe krwinki. Słabe tworzenie krwi powoduje niedobór czerwonych krwinek, płytek krwi i białych krwinek. Te trzy składniki krwi pełnią istotne funkcje, takie jak transport tlenu w organizmie. Jeśli białaczka rozwinie się bez leczenia lub jeśli leczenie nie będzie skuteczne, nowotwór może prowadzić do śmierci.

Jak podało Niemieckie Centrum Badań nad Rakiem, nie da się odpowiedzieć, dlaczego u większości pacjentów rozwija się białaczka. Udowodniono tylko kilka czynników ryzyka. Należą do nich niektóre substancje chemiczne, takie jak benzen, wcześniejsza chemioterapia lub wysokie dawki promieniowania radioaktywnego.

Rozpoznanie białaczki: objawy, które należy wyjaśnić medycznie

Wczesna diagnoza znacznie zwiększa szanse na przeżycie. W przypadku utrzymujących się i niewyjaśnionych objawów należy zwrócić się o pomoc lekarską. Do diagnozowania białaczki stosuje się specyficzne badania krwi i badania szpiku kostnego. Rozróżnia się ostre i Przewlekła białaczka.

Każdy, kto czuje się ciągle chory i zmęczony, powinien zgłosić się do lekarza. © Andrey Popov/Imago

Nie przegap niczego: wszystko, co dotyczy zdrowia, znajdziesz w regularnym biuletynie naszego partnera 24vita.de.

Postać przewlekłą wykrywa się zwykle przypadkowo podczas badania krwi, ponieważ chorzy przez długi czas nie wykazują żadnych objawów. Ostra białaczka rozwija się nagle. Jak wie Niemieckie Towarzystwo Onkologiczne, następujące objawy mogą świadczyć o białaczce:

  • wyraźny Blada skóra
  • Anoreksja i związana z nią utrata masy ciała
  • Powiększone węzły chłonne, np. na szyi
  • Zwiększona podatność na infekcje
  • Zawroty głowy
  • -Tendencja do krwawień w postaci krwawień i siniaków z nosa lub dziąseł
  • Krwawienie trudne do zatamowania lub małe, punktowe krwawienie, zwłaszcza na rękach i nogach
  • Niedokrwistość, która prowadzi do utraty wydajności, zmęczenia i wyczerpania
  • Ból kości
  • Bardzo złe samopoczucie z gorączką, której często towarzyszy uporczywa infekcja
READ  Europa chce wysłać europejskiego astronautę na Marsa przed 2040 r.

Artykuł ten zawiera jedynie ogólne informacje na dany temat zdrowotny i dlatego nie jest przeznaczony do autodiagnostyki, leczenia ani przyjmowania leków. W żadnym wypadku nie zastępuje to wizyty u lekarza. Nasz zespół redakcyjny nie ma prawa odpowiadać na indywidualne pytania dotyczące schorzeń.

Continue Reading

Trending