Проект ПиФиЙА исследует альтернативный подход к обработке волновых сигналов, в котором часть функциональных преобразований рассматривается не только как результат программных алгоритмов, но и как свойство пространственной конфигурации самой среды. Вместо исключительно плоского представления вычислительных элементов в архитектуре используются трехмерные геометрические структуры, фазовые состояния и связи между узлами. Такой подход не отменяет классические методы вычислений, а рассматривается как специализированное направление для задач моделирования, обработки волновых процессов и исследования пространственных форм представления информации. Важнейшее концептуальное отличие нашей парадигмы заключается в том, что некоторые базовые операторы (в частности, операторы типа Адамара) рассматриваются нами как преобразования, которые потенциально могут быть реализованы не только программной эмуляцией или отдельными аппаратными элементами, но и самой геометрией Сфирали. В разработанной архитектурной модели зеркально-антисимметричные витки и плавный S-переход Сфирали формируют пространственные условия для фазовых поворотов за счет движения волнового фронта. Возможность физической реализации таких геометрических преобразований является одним из направлений дальнейшей математической и экспериментальной проверки проекта.
Проект ПиФиЙА исследует альтернативный подход к обработке волновых сигналов, в котором часть функциональных преобразований рассматривается не только как результат программных алгоритмов, но и как свойство пространственной конфигурации самой среды. Вместо исключительно плоского представления вычислительных элементов в архитектуре используются трехмерные геометрические структуры, фазовые состояния и связи между узлами. Такой подход не отменяет классические методы вычислений, а рассматривается как специализированное направление для задач моделирования, обработки волновых процессов и исследования пространственных форм представления информации. Важнейшее концептуальное отличие нашей парадигмы заключается в том, что некоторые базовые операторы (в частности, операторы типа Адамара) рассматриваются нами как преобразования, которые потенциально могут быть реализованы не только программной эмуляцией или отдельными аппаратными элементами, но и самой геометрией Сфирали. В разработанной архитектурной модели зеркально-антисимметричные витки и плавный S-переход Сфирали формируют пространственные условия для фазовых поворотов за счет движения волнового фронта. Возможность физической реализации таких геометрических преобразований является одним из направлений дальнейшей математической и экспериментальной проверки проекта.
Сверхпроводниковые кубиты представляют собой перспективную платформу для масштабируемых квантовых вычислений. Одним из наиболее перспективных вариантов увеличения количества кубитов в рамках процессора является использование модульных систем, в которых части процессора расположены на различных, но взаимосвязанных кристаллах. Подобный тип масштабирования требует эффективную передачу квантовых состояний между отдельными модулями. В данной работе мы теоретически исследовали модульную систему, состоящую из одиночных кубитов-флаксониумов, расположенных на отдельных подложках и соединенных модой распределенного резонатора на базе копланарной линии передач. Мы исследовали спектральные особенности подобной системы, промоделировали протокол передачи микроволнового квантового состояния между кубитами и построили топологию данного процессора. Путем оптимизации таких параметров, как частота моды распределенного резонатора и сила связи кубит-резонатор, мы достигли точности передачи квантового состояния 99,8 % в модели. Наш подход позволяет использовать топологии сверхпроводниковых чипов без существенной модернизации параметров самих кубитов, упрощая пути его внедрения для масштабирования квантовых процессоров на основе флаксониумов.
Работа представляет концептуальную модель реальности, в которой базовыми элементами выступают домены — устойчивые паттерны преобразования, — связанные топологией, по которой распространяются импульсы. Обучаемость рассматривается как универсальное свойство сред с памятью, проявляющееся на разных масштабах — от вещества до городов и цивилизаций. В рамках модели вводятся понятия импульса, рекурсии, топологической согласованности, когерентных и некогерентных импульсов, а также предлагается интерпретация ряда физических явлений (агрегатные состояния вещества, электрический ток, сверхпроводимость, магнетизм) и элементов квантовомеханического формализма (волновая функция, коллапс, оператор Гамильтона) как наблюдаемых проекций внутренней топологии доменов. Отдельно рассматриваются возможные направления приложения модели — к квантовым вычислениям, биотехнологиям, передаче энергии и информации, переработке отходов и нейротопологии. Текст имеет характер рабочего отчёта (working paper): излагает авторскую концептуальную схему и гипотезы, не претендуя на статус проверенной физической теории, и предназначен для дальнейшего обсуждения и развития.
Стандартный подход к моделированию эффектов неоднородного спектрального уширения в среде, состоящей из двухуровневых или многоуровневых систем, заключается в вычислении микроскопической поляризации (дипольного момента одиночной системы) как функции частотной расстройки и дальнейшем усреднении этой величины по расстройкам с соответствующим весом. Это и приводит к макроскопической поляризации, фигурирующей в уравнениях Максвелла электродинамики сплошной среды. Здесь мы изучаем и развиваем альтернативный метод вычисления макроскопической поляризации, предложенный недавно Н.В. Высотиной, Н.Н. Розановым и В.Е. Семеновым [Опт. и спектр. 2009. Т. 106. № 5. С. 793797] и предназначенный для решения задач вычислительной квантовой оптики. В этом подходе частотная расстройка рассматривается как стохастическая функция координат, в одномерных задачах продольной координаты z. На каждом эволюционном шаге микроскопическая поляризация вычисляется для фиксированного случайным образом выбранного значения расстройки. Тем самым при вычислении макроскопической поляризации отпадает необходимость в дополнительном усреднении по расстройкам, которое заменяется усреднением по пространственным координатам, естественным образом выполняемым при описании распространения излучения через ансамбль квантовых систем. Это радикально сокращает объем вычислений, в особенности в рамках метода конечных разностей во временнoй области (FDTD).
Одним из самых удивительных аспектов сознания является способность человека к интуитивным прозрениям, то есть догадкам, для которых нет оснований в имеющейся информации. Такую способность трудно объяснить в рамках привычных научных подходов, и все более распространенной становится точка зрения, что для ее объяснения необходимо привлечь квантовую механику. Работа в этом направлении была начата в сотрудничестве Паули и Юнга еще в первой трети XX в., но только в наше время стала систематической. Большинство тех, кто разрабатывает эту тему, апеллируют к квантовым процессам, которые могут идти в некоторых структурах мозга. К ним относится известный математик Роджер Пенроуз, который, видимо, более всех сделал для популяризации самой темы теории сознания”. Автор настоящей статьи предложил другой подход. В нем используется лишь логическая структура квантовой механики в интерпретации Эверетта, и на этой основе сознание вводится не как функция мозга, а независимо, в рамках психофизического параллелизма. Это позволяет эффективно рассмотреть не только собственно сознание, но и роль бессознательного, которая, как хорошо известно, чрезвычайно важна. Это дает возможность объяснить феномен сверхинтуиции”, то есть прозрений (в том числе научных), которые заведомо не могут быть результатом рационального рассуждения, а появляются как своего рода прямое видение истины”.
Работа посвящена рассмотрению многокубитовых и многокудитовых квантовых систем в чистых состояниях, их описанию с точки зрения разбиения на непересекающиеся множества запутанных кубитов (кудитов) — наборы запутанности, представлена формула логарифмической запутанности многокубитовых и многокудитовых квантовых систем в чистых и смешанных состояниях. С помощью методов искусственного интеллекта произведена классификация многокубитовых систем, учитывающая максимальное по вектору состояния значение мгновенной запутанности и логарифмическую запутанность, построены диаграммы распределения этих характеристик в зависимости от факторизации вектора состояния системы на наборы запутанности. Построена формула средней по ансамблю логарифмической запутанности для многокубитовых и многокудитовых квантовых систем вчистых состояниях.
ПРИНЦИП ЗАПРЕТА ПАУЛИ И ПРОБЛЕМЫ ЕГО ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ОБОСНОВАНИЯОбсуждается современное состояние принципа запрета Паули (ПП).ПП можно рассматривать с двух точек зрения.С одной стороны, утверждается, что частицы с полуцелым спином (фермионы) описываются антисимметричными волновыми функциями, а частицы с целым спином (бозоны) -симметричными волновыми функциями.Это так называемый спин-статистический аспект (SSC).Физические причины существования SSC до сих пор неизвестны.С другой стороны, согласно ПП, симметрия перестановок полных волновых функций может быть только двух типов: симметричная или антисимметричная, оба типа принадлежат одномерным представлениям группы перестановок, все другие типы симметрии перестановок запрещены, тогда как решение уравнения Шредингера может иметь любую симметрию перестановок.Показано, что в некоторых учебниках по квантовой механике доказательство того, что могут существовать только симметричные и антисимметричные состояния, неверно.Однако сценарии, в которых допускается произвольная симметрия перестановок (вырожденные состояния перестановок), приводят к противоречиям с понятиями идентичности частиц и их независимости.Таким образом, существование в нашей природе частиц только в невырожденных состояниях перестановок (симметричных и антисимметричных) не является случайным, и так называемый постулат симметризации не следует рассматривать как постулат, поскольку все другие варианты симметрии для полной волновой функции могут быть не реализованы.Из этого следует важный вывод: мы не можем ожидать, что в будущем могут быть обнаружены некоторые неизвестные элементарные частицы, которые не являются фермионами или бозонами.