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 исследованиях приняли участие более 520 тысяч человек из общей популяции, данные о которых были взяты из 15 научных работ. У более чем 55 тысяч участников были зафиксированы депрессивные симптомы.

Анализ показал, что у тех, кто часто пьёт газировку и другие сладкие напитки, признаки депрессии встречаются чаще, чем у тех, кто употребляет их редко или избегает. При самом высоком уровне потребления безалкогольных напитков риск депрессивных проявлений был примерно на 39 процентов выше, чем при самом низком.

Связь между употреблением сладких напитков и депрессивными симптомами сохранялась как в поперечных исследованиях, так и в долгосрочных наблюдениях. Особенно выраженный эффект отмечался для напитков с добавленным сахаром, включая сладкую газировку.

Авторы подчёркивают, что работа не доказывает прямую причинно-следственную связь, однако указывает на устойчивую и воспроизводимую ассоциацию. Они считают, что ограничение потребления сладких напитков может стать одной из доступных мер профилактики депрессивных состояний и снижения нагрузки на психическое здоровье населения.

Результаты их работы были опубликованы в журнале NeuroImage. Они доказали, что примерно 40–50 минут дневного сна достаточно для снижения «перегруженности» нейронных связей, которая накапливается в течение активного дня.

Во время бодрствования связи между нервными клетками постепенно усиливаются, что важно для обучения, но со временем это приводит к насыщению и снижению способности воспринимать новую информацию. Сон запускает процесс «синаптической очистки», освобождая ресурсы мозга.

В эксперименте участвовали 20 здоровых молодых людей, которые в разные дни либо спали днём, либо бодрствовали. С помощью электроэнцефалографии и транскраниальной магнитной стимуляции исследователи оценивали гибкость и готовность нейронных сетей к обучению.

После дневного сна мозг участников демонстрировал более низкий общий уровень активности связей, но при этом более высокую способность формировать новые. Это указывает на восстановительный эффект дневного сна.

Авторы исследования отмечают, что полученные данные объясняют, почему после короткого дневного сна людям часто легче сосредоточиться и учиться. Такой эффект может быть особенно полезен при высокой умственной нагрузке — в учёбе, работе, спорте или профессиях, где важны внимание и точность.

Исследователи подчёркивают, что речь идёт именно о коротком сне, а не о замене полноценного ночного отдыха.

В журнале Cell Metabolism опубликованы результаты исследования, в котором изучалось влияние аминокислоты метионина на течение воспалительных состояний у мышей. В экспериментах метионин защищал животных от истощения, повреждения гематоэнцефалического барьера и гибели при инфекции.

Почки сыграли неожиданную ключевую роль: добавка усиливала их фильтрационную функцию, благодаря чему из крови быстрее удалялись провоспалительные молекулы — цитокины, избыток которых приводит к повреждению тканей. Исследователи показали, что такой эффект сохраняется и в других моделях — при сепсисе и остром повреждении почек.

Метионин не подавлял иммунный ответ полностью, а лишь помогал удерживать воспаление в безопасных пределах, не мешая организму бороться с инфекцией. Авторы подчёркивают, что пока речь идёт только об экспериментах на животных.

Однако результаты указывают на недооценённую роль питания и функции почек в контроле воспаления и открывают перспективы для новых подходов к лечению тяжёлых воспалительных состояний — от инфекций до осложнений при заболеваниях почек.

Исследование, опубликованное в журнале BMC Public Health, показало, что депрессия в течение жизни чаще встречается у тех, кто курит сейчас или курил ранее, чем у тех, кто никогда не курил. В анализе использовались данные почти 174 тысяч человек в возрасте от 19 до 72 лет.

Участники рассказывали о своём психическом здоровье, диагнозах депрессии и привычках, связанных с курением. Оказалось, что риск депрессии особенно высок у людей среднего возраста — от 40 до 59 лет.

При этом была обнаружена чёткая зависимость от дозы: чем больше сигарет человек выкуривал в день, тем сильнее проявлялись депрессивные симптомы. Отказ от курения, напротив, был связан с улучшением психического состояния.

Чем больше времени проходило с момента последней выкуренной сигареты, тем ниже становился риск депрессии и тем дальше во времени оказывался последний депрессивный эпизод. Исследователи также отметили, что более позднее начало курения связано с более поздним появлением первых симптомов депрессии.

Авторы подчёркивают, что работа не позволяет говорить о прямой причинно-следственной связи, однако результаты усиливают аргументы в пользу профилактики курения и поддержки отказа от него. Учёные считают, что снижение потребления табака может быть важно не только для физического, но и для психического здоровья, а будущие долгосрочные исследования помогут лучше понять механизмы этой связи.