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.

В работе, опубликованной в журнале Neurology Open Access (NOA), приняли участие более 105 тысяч женщин без истории инсульта. Их средний возраст на момент начала наблюдений составлял 53 года.

Участницы заполнили анкеты о питании, и их рацион оценили по шкале приверженности средиземноморской диете. Этот тип питания характеризуется высоким потреблением овощей, фруктов, бобовых, рыбы и оливкового масла при ограничении красного мяса, молочных продуктов и насыщенных жиров.

За 21 год наблюдений у участниц было зафиксировано более 4 тысяч инсультов. После учёта сопутствующих факторов — курения, уровня физической активности и артериального давления — выяснилось, что женщины с наибольшей приверженностью средиземноморской диете имели на 18 процентов более низкий риск инсульта в целом.

Риск ишемического инсульта у них был ниже на 16 процентов, а геморрагического — на 25 процентов по сравнению с теми, кто придерживался такого рациона в наименьшей степени. Авторы подчёркивают важность выявленной связи с геморрагическим инсультом, который реже изучался в подобных исследованиях.

Результаты дополняют растущее количество данных о роли питания в профилактике сердечно-сосудистых заболеваний. Учёные указывают на ограничения работы, включая использование самоотчётов о питании, и подчёркивают необходимость дальнейших исследований для понимания механизмов этого эффекта.

К такому заключению пришли специалисты Университета Сунь Ятсена после анализа данных свыше 200 научных публикаций. Результаты их исследования опубликованы в журнале Nature Human Behaviour (NHB).

Учёные рассмотрели связь деменции с 26 периферическими заболеваниями, включая болезни дёсен и печени, диабет и нарушения слуха. В результате 16 из них продемонстрировали статистически значимую связь с повышенным риском развития деменции.

По оценкам исследователей, на эти состояния может приходиться около 33% глобального бремени заболевания, что соответствует почти 19 миллионам случаев. Болезни пародонта, хронические заболевания печени, потеря слуха и зрения, а также сахарный диабет второго типа вносят наибольший вклад в развитие деменции.

Существенную роль также играют хронические заболевания почек, остеоартрит, инсульты, ишемическая болезнь сердца и воспалительные заболевания, такие как ревматоидный артрит и воспалительные болезни кишечника. Специалисты подчёркивают, что их выводы не доказывают прямой причинно-следственной связи, но указывают на значительный потенциал профилактики.

Ранняя диагностика и лечение хронических соматических заболеваний могут снизить риск когнитивного снижения, смещая акцент борьбы с деменцией с исключительно нейродегенеративных процессов. Ранее учёные выяснили, что избыточная масса тела увеличивает риск развития сосудистой деменции.

Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Nutrition (Front Nutr). У людей с артритом вероятность когнитивных нарушений была почти в два раза выше, чем у тех, кто не сталкивался с заболеванием суставов.

Особенно заметной эта связь оказалась у людей с избыточным весом и неблагоприятным метаболическим профилем — повышенным уровнем воспаления, нарушением обмена глюкозы и липидов. В этой группе риск когнитивного снижения был максимальным.

Дополнительный анализ показал, что депрессивные симптомы частично объясняют связь между артритом и ухудшением когнитивных функций. На их долю приходилось около 17 процентов общего эффекта.

Хроническая боль и воспаление при артрите могут способствовать развитию депрессии, а она, в свою очередь, усиливает негативное влияние на мозг, считают авторы исследования. Специалисты подчёркивают, что результаты указывают на необходимость комплексного подхода к лечению пациентов с артритом.

Контроль воспаления, коррекция метаболических нарушений и своевременное выявление депрессии могут снизить риск раннего когнитивного снижения, особенно у людей с избыточным весом и метаболическими проблемами.

В частности, у человека могут ухудшиться когнитивные функции и появиться тревожность. К такому выводу пришли авторы исследования, которое опубликовали в European Journal of Pharmacology (EJP).

В эксперименте животных кормили едой с повышенным содержанием соли в течение шести месяцев. По результатам поведенческих тестов у них обнаружили нарушения памяти, снижение способности к обучению и рост тревожности.

Также исследователи зафиксировали повреждения нейронов и воспалительные процессы в гиппокампе — области мозга, которая очень важна для памяти и эмоций. Изменения произошли из-за сдвига в составе кишечной микробиоты.

Из-за высокосолевой диеты баланс бактерий в кишечнике изменился, что повлияло на работу генов в мозге, усилило нейровоспаление и привело к гибели нервных клеток. Анализ показал, что есть определённые группы бактерий, которые связаны с воспалительными и нейродегенеративными процессами.

Авторы исследования подчёркивают, что результаты дают новые доказательства того, как ось «кишечник — мозг» влияет на развитие когнитивных нарушений. Также они указывают на потенциальную опасность, которую может нести в себе хроническое превышение нормы соли в рационе.

В будущем такие данные могут помочь разработать профилактические стратегии, которые будут направлены на сохранение когнитивного здоровья через коррекцию рациона. Ранее учёные выяснили, что активное общение с внуками помогает укрепить когнитивные функции у пожилых людей.