Учёные выяснили, как классический компьютер превзошёл квантовый

Это позволило классическому компьютеру решить задачу, ранее считавшуюся доступной лишь квантовым системам. В квантовом мире отдельный магнит может быть ориентирован вверх или вниз, или находиться в суперпозиции — квантовом состоянии, в котором он одновременно указывает вверх и вниз.

Направление магнита влияет на количество энергии, которое он имеет в магнитном поле. В первоначальной настройке все магниты были направлены в одном направлении.

Затем система была возмущена небольшим магнитным полем, что заставило некоторые магниты перевернуться и побудило соседние магниты сделать то же самое. Это поведение, когда магниты влияют на переворачивание друг друга, может привести к запутыванию — связыванию суперпозиций магнитов.

Со временем возросшая запутанность системы затрудняет моделирование на классическом компьютере. Однако в закрытой системе имеется ограниченное количество энергии, что ограничивает масштаб запутанности.

Было показано, что энергии достаточно для того, чтобы перевернуть небольшие, изолированные кластеры магнитов, что ограничивало запутанность. Это явление, названное конфайнментом, объясняет, почему классический компьютер смог выполнить задачу.

Исследование продемонстрировало, что в двумерных квантовых системах с замкнутой геометрией возможен конфайнмент, аналогичный явлению, наблюдаемому в одномерных системах. Авторы также разработали точную математическую модель, описывающую это поведение.

Она не только помогает глубже понять квантовые процессы в таких системах, но и предоставляет учёным полезный инструмент для анализа и разработки новых симуляций, которые позволят исследовать границы возможностей квантовых и классических компьютеров. Статья об этом открытии была опубликована в Physical Review Letters.

По словам учёных, это открытие помогает лучше определить границу между возможностями классических и квантовых компьютеров, которая до сих пор оставалась размытой.

Автор отмечает, что одна из глобальных задач, указанных Семёновым, — повышение электровооружённости труда в технологически развитых странах — уже решена. Там этот показатель вырос в десять раз.

При этом в мировом масштабе уровень электровооружённости куда более скромный: цифра, названная в статье 1961 года — одна десятая киловатта на одного жителя Земли — возросла лишь вчетверо, как говорится в публикации. Семёнов отдельно отмечал роль термоядерной и солнечной энергетики, которые приближают человечество к указанным академиком «десяти киловаттам на каждого жителя Земли».

Ещё один вопрос, который затрагивал Семёнов, — развитие индустрии синтетических материалов. В перспективе это должно закрыть потребность людей в доступной одежде и предметах быта, а в случае промышленности — в материалах для строительства.

Мировое производство синтетических материалов сейчас достигло той планки 20-кратного увеличения, которую поставил советский учёный, пишет Разумов. Семёнов также считал, что использование синтетических материалов вместе с доступной электроэнергией позволит организовать сельскохозяйственное производство, которое сможет приблизить решение проблемы голода в масштабах планеты.

«И всё же удивительным образом его взгляд из прошлого оказался во многом дальновиднее, чем взгляд людей, живущих в том будущем, которое он предрекал», — заключает Разумов в статье, посвящённой 130-летию со дня рождения академика. Николай Семёнов — первый советский учёный, удостоенный Нобелевской премии.

Академик получил её в 1956 году за разработку теории цепных реакций.

Результаты исследования опубликованы в журнале Food & Function (F&F). В эксперименте участвовали 568 человек, среди них были пациенты с макулодистрофией и здоровые участники.

Специалисты изучили их рацион и оценили взаимосвязь между потреблением кальция и состоянием зрения. Выяснилось, что у людей, которые потребляли больше кальция, риск заболевания был почти в два раза ниже.

Особенно заметный эффект был у тех, кто получал кальций из молочных продуктов. Регулярное употребление молока и йогурта было связано со значительным снижением риска макулодистрофии.

При этом кальций из растительных источников, например, из овощей и бобовых, не оказал значимого влияния. Авторы подчёркивают, что их данные особенно важны для людей с низким потреблением кальция.

Они считают, что включение молочных продуктов в рацион может стать простым способом поддержания здоровья глаз и снижения риска возрастных нарушений зрения. Ранее учёные выяснили, что низкий уровень магния способствует развитию диабетической ретинопатии.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science. Раньше считалось, что наследственность объясняет лишь около 20–25% различий в продолжительности жизни, а некоторые исследования оценивали этот вклад менее чем в 10%.

Однако в прежних работах не учитывались внешние причины смерти, такие как инфекции, несчастные случаи или насилие, которые не связаны напрямую со старением. Авторы исследования проанализировали данные скандинавских близнецовых исследований, включая пары, выросшие в разных условиях, и применили математическое моделирование, чтобы отделить влияние генетики от факторов среды.

Оказалось, что если исключить внешние причины смертности, вклад генов в продолжительность жизни может достигать примерно 50–55%. Дополнительный анализ показал, что наследуемость различается в зависимости от причин смерти.

Например, для деменции генетический вклад может достигать около 70% к 80 годам, тогда как для рака он остаётся более умеренным. Учёные подчёркивают, что даже при высокой наследуемости примерно половина различий в продолжительности жизни по-прежнему связана с внешними факторами — образом жизни, медицинской помощью и случайными биологическими процессами.

Полученные результаты могут изменить подход к изучению старения и стимулировать поиск генов, влияющих на продолжительность жизни. Также ранее учёные выяснили, что набор веса в 17–29 лет повышает риск преждевременной смерти.

Результаты их работы опубликованы в журнале Cell Metabolism. Ранее предполагалось, что положительное воздействие препарата на печень связано именно с похудением.

Однако новое исследование показало, что семаглутид действует напрямую на клетки печени. Учёные обнаружили, что лекарство взаимодействует с определёнными клетками внутри органа и стимулирует выработку противовоспалительных молекул.

Это способствует уменьшению воспаления и замедлению образования рубцовой ткани — ключевых процессов при жировой болезни печени. Авторы исследования утверждают, что это открытие меняет представление о механизме действия подобных препаратов.

Кроме того, оно может повлиять на лечение. Благодаря этому открытию стало известно, что улучшение состояния печени возможно даже при незначительном снижении веса.

Это позволит использовать более низкие дозы лекарства и снизить риск побочных эффектов.