1979 г.Сентябрь Том 129, вып. 1 УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ И А У К ИЗ ТЕКУЩЕЙ ЛИТЕРАТУРЫ 539.184.2 ' СПЕКТРОСКОПИЯ СВЕРХВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ НА ОСНОВЕ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ СОСТОЯНИЙ Е. Б. Александров, Н. И. Калитеевский, М. И. Чайка СОДЕРЖАНИЕ 1. Интерференция атомных состояний 155 2. Явления и методы квантовых биений 156 3. Пересечение уровней 159 4. Сопоставление методов интерференции состояний и нелинейной лазерной спектроскопии 162 Цитированная литература 164 В 60-х годах происходило интенсивное развитие и внедрение в атомную спектроскопию идей и методов интерференции состояний, позволяющих исследовать структуру энергетических уровней с разрешением, не ограниченным допплеровским уширением спектральных линий.Расцвет работ по интерференции состояний совпал по времени с появлением нового вида спектроскопии -лазерной нелинейной спектроскопии сверхвысокого разрешения.В последние годы наблюдается интенсивный технический прогресс в области перестраиваемых лазеров, обещающий превратить лазерную спектроскопию в универсальный всеобъемлющий метод.В связи с этим встает вопрос о конкурентоспособности прежних методов и о разумной области их применения.В настоящем обзоре будут кратко суммированы основные сведения об интерференционных методах спектроскопии и их развитии в лазерный период; обсуждаемые методы будут сопоставлены с задачами и достижениями лазерной спектроскопии.
1979 г.Сентябрь Том 129, вып. 1 УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ И А У К ИЗ ТЕКУЩЕЙ ЛИТЕРАТУРЫ 539.184.2 ' СПЕКТРОСКОПИЯ СВЕРХВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ НА ОСНОВЕ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ СОСТОЯНИЙ Е. Б. Александров, Н. И. Калитеевский, М. И. Чайка СОДЕРЖАНИЕ 1. Интерференция атомных состояний 155 2. Явления и методы квантовых биений 156 3. Пересечение уровней 159 4. Сопоставление методов интерференции состояний и нелинейной лазерной спектроскопии 162 Цитированная литература 164 В 60-х годах происходило интенсивное развитие и внедрение в атомную спектроскопию идей и методов интерференции состояний, позволяющих исследовать структуру энергетических уровней с разрешением, не ограниченным допплеровским уширением спектральных линий.Расцвет работ по интерференции состояний совпал по времени с появлением нового вида спектроскопии -лазерной нелинейной спектроскопии сверхвысокого разрешения.В последние годы наблюдается интенсивный технический прогресс в области перестраиваемых лазеров, обещающий превратить лазерную спектроскопию в универсальный всеобъемлющий метод.В связи с этим встает вопрос о конкурентоспособности прежних методов и о разумной области их применения.В настоящем обзоре будут кратко суммированы основные сведения об интерференционных методах спектроскопии и их развитии в лазерный период; обсуждаемые методы будут сопоставлены с задачами и достижениями лазерной спектроскопии.
19ΎΗ г.Октябрь Том 126, вып. 2 УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ Η АУ К НОВЫЕ ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ «21.378.365КВАНТОВЫЕ УСИЛИТЕЛИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ Л. С. Корниенко, В. Б. Штейншлейгер СОДЕРЖАНИЕ 1. Введение 287 2. Парамагнитные кристаллы для квантовых усилителей 289 3. Устройство и характеристики современных квантовых усилителей 294 4. Применение квантовых усилителей 300 Цитированная литература 307 1. ВВЕДЕНИЕ Повышение чувствительности радиоприема всегда являлось одной из основных проблем радиоэлектроники.Острота и актуальность этой проблемы заметно возросла в 60-х годах в связи с началом активного изучения и освоения космического пространства.В то время в диапазоне микроволн *) -основном диапазоне волн для исследования космического пространства радиометодами -наилучшими по шумовым характеристикам входными радиоприемными устройствами считались кристаллические полупроводниковые смесители с шумовой температурой**) 1000 -2000 °К.Впоследствии благодаря разработке ряда новых входных малошумящих устройств (электронных микроволновых усилителей; параметрических, туннельных, транзисторных усилителей; квантовых усилителей), шумовую температуру радиоприемников в диапазоне микроволн удалось существенно снизить.Среди малошумящих устройств в микроволновом диапазоне квантовые усилители или, как их часто называют, мазеры, занимают особое место: они имеют наименьшие собственные шумы и являются своеобразным эталоном, степенью приближения к которому можно характеризовать шумовые устройства других типов малошумящих устройств.ШЩ^Шумовая температура квантовых усилителей чрезвычайно мала -•всего около 10 °К.Поэтому они применяются в тех случаях, когда главным требованием, предъявляемым к радиоприемной системе, является обеспечение предельно малой шумовой температуры.Именно к такого рода системам относятся наземные радиоприемные •системы дальней космической связи (ДКС) и ряд радиоастрономических *) К диапазону микроволн принято относить дециметровые, сантиметровые и миллиметровые длины волн.**) Шумовые свойства приемного устройства принято характеризовать шумовой температурой Т. Это есть измеренная в градусах Кельвина температура абсолютно черного тела -эквивалента антенны, тепловое излучение которого создает в приемнике шумы, равные по интенсивности собственным шумам последнего.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ С АТОМНЫМИ И МОЛЕКУЛЯРНЫМИ ПУЧКАМИA t o m i c a n d M o l e c u l a r B e a m M e t h o d s .V. 1/Ed.G. Scol es.-Oxford:University Press, 1988.-721p.Двухтомная книга «Методы исследований с атомными и молекуляр ными пучками», издаваемая под общей редакцией проф.Дж.Скоулса, представляет собой энциклопедического типа обзор последних достиже ний в этой области (выход второго тома намечен на вторую половину 1990 г.).По занимаемому положению среди физических исследований исследования с молекулярными пучками следует рассматривать как синтетическую область экспериментальной физики, охватывающую ин тересы атомной и молекулярной физики, газовой и химической кинети ки, физики поверхности, спектроскопии (в том числе лазерной) и др.Реальнo они составляют экспериментальную основу тех направлений, объектами которых являются либо индивидуальные свойства атомных частиц, либо макроскопические свойства газов и конденсированной сре ды, обусловленные взаимодействием атомных частиц.Начало развитию систематических исследований на основе метода молекулярных пучков в двадцатые годы дали такие яркие люди как Фриш, Штерн, Герлах, Эстерман и др.в Германии и Н. Н. Семенов, Ю. Б. Харитон в нашей стране.В последовавшие десятилетия и особен но после 50 х годов достигнут поистине гигантский прогресс в реализа ции возможностей этого метода.В значительной мере это обусловлено достижениями методического и инструментального характера.В аппа ратном обеспечении этих исследований в последние десятилетия акку мулируются лучшие достижения техники физического экспериментавакуумной техники, сверхчувствительного детектирования, электроники (в том числе цифровой), лазерной техники и др.Убедительным под тверждением ведущего места этих исследований является и присуж дение Нобелевской премии по физике Н. Рэмси и др.Материал, включенный в книгу «Методы исследований с атомными и молекулярными пучками», делится на две части -методика исследо ваний и ее приложения к задачам изучения столкновительных взаимо действий в газовой фазе (том I), а также к задачам взаимодействия с поверхностью и спектроскопическим исследованиям, обсуждаемым во втором томе.Рассмотрению методических проблем посвящено 17 глав первого тома, написанных ведущими исследователями и отражающих уровень достижений вплоть до 1987 г. Обсуждаемые здесь аспекты охватывают детальный анализ методов получения непрерывных и импульсных пуч ков атомов, молекул и кластеров, принципы и практические реализации детектирующих систем, включая спектроскопические и лазерные, спо собы и практические достижения в технике приготовления состояний (поступательные, внутренние энергии, спин) сталкивающихся частиц.Весьма ценным дополнением этой методической части является обсуж дение приложений техники молекулярных пучков в задачах эпитаксии и создания проточных мишеней для исследований в физике высоких энергий.Особую ценность для читателя этого раздела книги представляют включенные в текст свыше 200 рисунков и схем конкретных устройств.В разделе, посвященном исследованиям молекулярного рассеяния, под робно обсуждаются многочисленные аппаратные реализации экспери ментов по измерению полных и дифференциальных сечений упругого рассеяния и теоретические основы обработки и интерпретации измере
Текущие исследования по разработке передовых квантовых алгоритмов нацелены на создание набора алгоритмических примитивов, которые могут быть использованы в качестве модулей для различных промышленных рабочих процессов.Цель статьи заключается в рассмотрении различных квантовых алгоритмов для оптимального квантового управления.В работе использовались методы систематического обзора литературы, контент-анализа.Всесторонний поиск осуществлялся в соответствии с рекомендациями PRISMA и проводился в базах Scopus, Web of Science и Google Scholar за период с 2022 по 2025 г.Литература для такого обзора отбиралась в базах данных на основании количества цитирований публикаций, импакт-фактора, индекса Хирша журналов.В практической части исследования использовались методы численного оптимального управления и обучения с подкреплением.В статье представлен обзор исследований современных авторов в области ослабления эффектов шума и декогеренции, анализа ошибок квантовых алгоритмов, а также методов оценки и снижения суммарной погрешности.В процессе исследования в качестве перспективного алгоритма для квантового оптимального управления прорабатываются тепловые ансамбли с целью аппроксимации следа унитарной матрицы.Проводится аналитическая связь между алгоритмом Ахаронова для получения полинома Джонса.Отдельно рассмотрены трехпрядевые косы и их унитарные представления, а также представления на основе тепловых ансамблей.Показана методика измерения математического ожидания фазово-чувствительного оператора обнаружения ансамбля.Доказано преимущество приведенного алгоритма для квантового оптимального управления.Рассмотрен вариационный квантовый алгоритм и его особенности.В работе получены результаты сравнительного анализа наиболее распространенных квантовых алгоритмов оптимального управления.Обозначены пути их усовершенствования с указанием характерных особенностей для каждой модели.Также отмечено, что перспективным направлением дальнейших изысканий является изучение возможностей пересечения областей квантовой механики и машинного обучения, что может привести к созданию новых подходов к управлению квантовыми системами, улучшению существующих алгоритмов.
Сегодня квантовые технологии могут получить новый виток развития, что, наверняка, даст возможность получить решения для многочисленных задач, которые ранее не поддавались решению в рамках традиционных парадигм и вычислительных моделей.Все человечество стоит у порога так называемой второй квантовой революции, и ее краткосрочные и отдаленные последствия затронут практически все сферы жизни глобального общества.Свое непосредственное развитие получат такие направления и отрасли науки и техники, как материаловедение, нанотехнология, фармакология и биохимия вообще, моделирование хаотичных динамических процессов (ядерные взрывы, турбулентные потоки, погода и долгосрочные климатические явления) и т. д., а также решение любых задач, которые сводятся к перемножению матриц больших размеров (в частности, моделирование квантовых систем).Однако вместе с необычайными возможностями квантовые технологии несут с собой и определенные риски и угрозы, в частности слом всех информационных систем, основанных на современных достижениях криптографии, что повлечет за собой практически полное разрушение секретности, глобальный финансовый кризис из-за разрушения банковской сферы и компрометации всех каналов связи.Даже несмотря на то, что уже сегодня разрабатываются методы так называемой постквантовой криптографии, некоторые риски еще необходимо осознать, так как не все долгосрочные последствия могут быть просчитаны.Вместе с тем ко всему перечисленному надо быть готовым, в том числе при помощи подготовки специалистов, работающих в области квантовых технологий и понимающих все их аспекты, новые возможности, риски и угрозы.В связи с этим в настоящей статье приводится краткое описание текущего состояния квантовых технологий, а именно квантовой сенсорики, передачи информации при помощи квантовых протоколов, универсального квантового компьютера (аппаратное обеспечение) и квантовых вычислений, основанных на квантовых алгоритмов (программное обеспечение).Для всего перечисленного приводятся прогнозы развития в части воздействия на различные сферы человеческой цивилизации.
В работе обсуждаются возможности использования явления ядерного магнитного резонанса в решении проблем, связанных с созданием квантовых компьютеров.В связи с этим отмечается, что явление ядерного магнитного резонанса высокого разрешения было впервые применено для иллюстрации возможности создания простейшего квантового алгоритма.Роль квантовых кубитов выполняли ядра атомов из верхней части таблицы Менделеева.С использованием квантового процессора на основе явления ядерного магнитного резонанса, содержащего семь кубитов (двух атомов углерода и пяти атомов фтора), впервые был реализован в элементарном варианте алгоритм Шора.Роль элементарного процессора выполняла молекула комплекса железа с перфторбутадиенилом.Отмечено, что научные достижения последних примерно тридцати лет позволяют вернуться к идее использования на новом уровне явления ядерного магнитного резонанса для решения задач, связанных с созданием квантового компьютера.Проблеме создания такого компьютера предшествует материал, относящийся к визуализации разрешенных состояний, в том числе запутанных состояний q-битов.Для этого необходим способ контроля состояний квантовых кубитов и очередность вовлечения