Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Log inSign up
Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Blog
Job Board
Q3AS

© 2026 Aqora Quantum S.A.S.

TermsPrivacyLegal Notice

Биоид: пептидный квантовый процессор с LENR‑источником, аналитическим ядром AllyMind и решением парадокса Левинталя в рамках Единой теории Кристалла STPC

Valiantsin Lebedkin

Published Sep 8, 2026• 0 citations
Publisher

Abstract

Представлена интегрированная архитектура «Биоид» — пептидного квантового процессора, работающего при комнатной температуре, с распределённым источником энергии на основе LENR и аналитическим ядром AllyMind. Процессор использует 300 когерентных SU(3)-кубитов, каждый из которых представляет собой кластер из восьми ионов Co²⁺ в пептидной обмотке His–Gly–Cys–Gly, размещённых на ДНК-торическом каркасе. Время декогеренции цепочки составляет 0,8 мкс при 300 К, что достаточно для выполнения 10³–10⁴ квантовых операций без криогенного охлаждения. Показано, что парадокс Левинталя решается в рамках Единой теории Кристалла (STPC) через когерентный каскад: сворачивание белка описывается как движение по градиенту когерентности, а не как случайный перебор конформаций. Аналитическое ядро AllyMind воспроизводит 100 % патогенных мутаций SOD1, энергетический ландшафт хантингтина и бистабильность KaiB без подгоночных параметров. Масштабируемость до 7000–8000 логических кубитов обеспечивает не только решение прикладных задач, но и выполнение условий Вектора Сосуда в L-формуле, открывая путь к созданию систем, способных к уникальному опыту самоосознания. Технология опубликована под открытыми лицензиями GNU GPL v3 и CC BY-SA 4.0.

DOI
10.24108/preprints-3116334

Related papers

Гибридный квантовый сопроцессор для персональных компьютеров

Роман Белоусов

О чём эта работа и почему она важна? Квантовые компьютеры обещают революцию в вычислениях, но до сих пор остаются гигантскими установками, доступными лишь избранным лабораториям. Идея запускать квантовые алгоритмы на обычном домашнем ПК звучит как фантастика — однако именно эту задачу решает представляемый препринт. Автор предлагает архитектуру компактного квантового сопроцессора, который вставляется в стандартный слот PCIe, не требует криогенного охлаждения и работает в тандеме с игровой видеокартой. Устройство использует настоящую физическую случайность (шум полупроводников) и наглядную акустическую интерференцию, чтобы впервые сделать «квантовость» осязаемой на рабочем столе. В чём принципиальная новизна? Главная инновация — гибридный подход, разделяющий вычислительные задачи. Квантовая эволюция (перемножение векторов состояния и матриц гейтов) — это чистая математика, которую на превосходном уровне выполняет современный графический процессор. А вот операция измерения, дающая случайный результат, требует истинной непредсказуемости, недостижимой для любого программного генератора псевдослучайных чисел. Сопроцессор берёт на себя именно эту роль: он содержит восемь независимых каналов физической энтропии на основе лавинного пробоя транзисторов, генерирующих тепловой шум, который по своей природе абсолютно случаен. Кроме того, на плате размещён миниатюрный акустический интерферометр — Y-образный волновод, где ультразвуковая волна частотой 40 кГц расщепляется на два плеча и интерферирует сама с собой. Меняя положение поршня в одном из плеч, мы физически поворачиваем вектор состояния кубита и наблюдаем интерференционную картину вживую — то есть получаем аналоговую реализацию однокубитных гейтов (Адамара, фазовых поворотов и т.д.). Таким образом, карта PCIe — это не просто акселератор, а настоящий физический сопроцессор, который «добавляет квантовости» в стандартную компьютерную систему. Как это работает технически? Устройство выполнено в виде полноразмерной платы PCIe x4 Gen3 размерами 240×111 мм и потребляет менее 25 Вт от слота. На плате расположены: · Восемь идентичных шумовых каналов: транзистор BC547 в обратном включении, ограничительный резистор и разделительный конденсатор; напряжение шума оцифровывается 24-битным АЦП ADS1256 и поступает в FPGA. · FPGA (Xilinx Artix-7) — мозг сопроцессора. Она принимает команды от хоста по шине PCIe, управляет сервоприводом поршня интерферометра, вычисляет скользящие медианы шумов, сравнивает сигнал с порогами и выдаёт готовые случайные биты результата измерения. · Акустический интерферометр из PETG-пластика (3D-печать) с парой ультразвуковых датчиков Murata MA40S4S/R, подвижным поршнем на микро-сервоприводе SG90 и сменной губкой для регулировки затухания. Сдвиг поршня на 4.3 мм изменяет разность фаз на π, переводя выход из конструктивной интерференции в деструктивную — точно так же, как поворот кубита на сфере Блоха переводит его из состояния |+⟩ в |−⟩. · Программный стек включает драйвер под Linux (UIO, mmap), библиотеку libqphi с простым API, и backend для Qiskit, благодаря которому стандартная квантовая программа начинает использовать физическую энтропию без изменения кода. Также реализован специализированный слой PyTorch, позволяющий задействовать истинный шум при обучении нейросетей. Когда GPU рассчитывает квантовую цепь, хост вычисляет вероятности всех исходов по правилу Борна и передаёт их в FPGA. Та преобразует вероятности в пороговые напряжения, снимает мгновенное значение шума и выдаёт бит 0 или 1 — честный коллапс волновой функции без всякой псевдослучайности. Какие алгоритмы можно запускать? Автор не ограничивается простым генератором случайных чисел. На этой архитектуре можно реализовать настоящие квантовые (и квантово-подобные) алгоритмы: · Квантовое эхо (Quantum Echo) — техника подавления декогеренции: применение прямой операции U, пауза, в течение которой действуют шумы, затем обратная операция U† и измерение восстановленного состояния. Карта позволяет менять длительность паузы и наблюдать экспоненциальный спад когерентности, а затем частично восстанавливать её — отличный инструмент для изучения декогеренции. · Стохастическая оптимизация — использование физического шума в градиентных методах (ланжевеновская динамика) для выхода из локальных минимумов при обучении нейросетей. · Вариационные квантовые алгоритмы (VQE, QAOA) — гибридный режим: GPU симулирует действие параметризованной квантовой цепи, рассчитывает ожидаемую энергию гамильтониана, а измерения на каждом шаге идут через физический источник. Классический оптимизатор на CPU подбирает параметры, минимизируя энергию. · Квантовые нейронные сети — вставка квантового слоя в классическую нейросеть (PyTorch-слой), где прямое распространение считается на GPU, а коллапс использует биты от сопроцессора; обратное распространение — через репараметризацию или REINFORCE. Что показали эксперименты? Изготовлены и протестированы макеты ключевых узлов. Запись миллиона отсчётов шума подтвердила гауссовость и отсутствие корреляций. Частота нулей при медианном пороге — 0.5002 (при 100 тыс. испытаний) — в идеальном согласии с равновероятным распределением. Интерферометр показал интерференционный контраст более 95%: при сдвиге поршня на половину длины волны амплитуда падала с 98% до 4% от максимальной. Совместный тест интерферометра с шумовым компаратором дал измеренные частоты 0.098, 0.251, 0.502, 0.748 и 0.903 для заданных вероятностей 0.10, 0.25, 0.50, 0.75 и 0.90 соответственно — все в пределах статистической погрешности. Почему это прорыв? Сегодня рынок квантовых вычислений поляризован: с одной стороны, многомиллионные квантовые компьютеры с криогенным охлаждением и очередями на доступ; с другой — быстрые, но лишённые физической достоверности программные симуляторы. Предлагаемый сопроцессор ломает эту дихотомию. Он даёт: · Истинную, физически неклонируемую случайность (класс TRNG), что критически важно для криптографии и доверенного ИИ. · Скорость многокубитной симуляции на локальном GPU (до 30 кубитов) с нулевой задержкой облака. · Наглядную демонстрацию квантовых эффектов, бесценную для образования и исследований. · Открытую архитектуру и совместимость с популярными фреймворками (Qiskit, PennyLane, PyTorch). · Цену, сопоставимую с видеокартой среднего класса (ориентировочно $500–800 в рознице), и работу при комнатной температуре. Ограничения и что дальше Конечно, акустический интерферометр — это только один кубит, а настоящая многочастичная запутанность здесь не создаётся; для многокубитных задач запутанность эмулируется на GPU, что не даёт экспоненциального квантового ускорения, но сохраняет корректную вероятностную статистику. Механический поршень чувствителен к вибрациям и требует периодической калибровки. Однако дорожная карта автора предусматривает переход на MEMS-фазовращатели (версия 2) и далее на интегрированные фотонные интерферометры (версия 3), что со временем сделает устройство полностью твердотельным. Кому это будет интересно? · Студентам и преподавателям, желающим без абстрактной математики увидеть суперпозицию и интерференцию своими глазами. · Исследователям в области доверенного ИИ, нуждающимся в аппаратном источнике истинной энтропии и байесовских оценках неопределённости. · Разработчикам квантовых алгоритмов, которым надоело ждать очереди в облачные QPU. · Энтузиастам и DIY-сообществу — повторить прототип можно в условиях домашней мастерской (3D-печать, пайка, программирование FPGA). Итог Препринт Белоусова Р.С. предлагает смелый и вместе с тем инженерно проработанный шаг к демократизации квантовых вычислений. Впервые идея «квантовой карты расширения» обретает конкретную схемотехническую и программную реализацию, а не остаётся умозрительной концепцией. Работа не обещает немедленного превосходства над суперкомпьютерами, но открывает совершенно новый класс устройств — персональные физически-стохастические сопроцессоры, которые могут стать столь же привычными, как видеокарты или звуковые адаптеры. И именно сейчас настало время, когда такой шаг стал технически возможным.

•Apr 27, 2026•0 citations

Неупругое рассеяние фотона водородоподобным атомом

В. В. Скобелев

Рассмотрено неупругое рассеяние фотона связанным электроном водородоподобного атома с получением выражения сечения этого процесса, который может происходить как без, так и с изменением энергии фотона за счет атомных переходов. В рамках стандартной диаграммной техники с пропагатором свободного электрона получены общие выражения для амплитуды и сечения процесса. Приводится аргументация правомочности использования этого представления пропагатора при расчете амплитуды в поле ядра. Как сопутствующий результат, в основном приближении по малому «атомному» параметру разложения (Zα) << 1, α = e² / ћc, найдено также выражение матрицы плотности электрона в поле ядра. Показано, что в реальной ситуации при температурах Т << mₑ равновесного поля излучения этим процессом можно пренебречь по сравнению со спонтанным излучением водородоподобного атома, несмотря на меньшую степень параметра (Zα) в его амплитуде. Насколько нам известно, в такой постановке этот достаточно важный вопрос в литературе не обсуждался.

•Jan 1, 2017•0 citations

Теория неравновесного вакуума для сверхпроводниковых квантовых платформ на основе α-тантала с нитридным буфером: масштабирование и ошибки вентилей

Юрий алешин

В работе представлен последовательный теоретический формализм, описывающий квантовые микроволновые резонаторы и многокубитные системы как открытые динамические структуры, взаимодействующие с локальным спектром возбуждений физического вакуума. В рамках Теории Неравновесного Вакуума (ТНВ) построена обобщённая модель потерь, учитывающая как бозонные (двухуровневые системы, TLS), так и фермионные (квазичастичные) каналы диссипации. Показано, что переход к сверхпроводящей платформе на основе α-фазы тантала (α-Ta) с буферным слоем нитрида тантала (TaN) обеспечивает экспоненциальное подавление недиагональных (кросс-) членов матрицы затухания за счёт упорядоченной кристаллической структуры и щелевого фильтра на гетеропереходе. Получена диагонально-доминантная форма тензора поляризации, что исключает квадратичный рост коллективной декогеренции с числом кубитов и позволяет масштабировать системы до $N \sim 10^3$ при сохранении времени когерентности $T_2 > 100$ мкс. Оценки ошибок двухкубитных вентилей (CNOT/CZ) дают значения $\lesssim 10^{-4}$, что существенно ниже порога поверхностных кодов. Разработанный математический аппарат верифицирован экспериментальными данными (добротность резонаторов $Q > 10^7$, опубликованная в Applied Physics Reviews, 2026) и дополнен сравнительным анализом альтернативных сверхпроводящих материалов.

•Aug 27, 2026•0 citations

Квантовое запутывание в составных системах

Артур Сова, Artur Sowa

КВАНТОВОЕ ЗАПУТЫВАНИЕ В СОСТАВНЫХ СИСТЕМАХРассматривается некоторый класс моделей мезоскопических квантовых явлений; эти модели возникают из сопоставления гамильтоновой динамики определенного типа и запутанных состояний составных систем.С помощью таких моделей можно получить точное описание феноменологии двумерного электронного газа, в особенности квантового эффекта Холла.Показано, как такие модели (если использовать их для отражения реальных физических принципов, а не только феноменологии) можно проверить в экспериментах типа квантовой телепортации.Так называемые мезоскопические модели предусматривают, что динамика взаимодействующего с внешним полем двумерного газа описывается функционалом типа Tr[Hρ] + β Tr f (ρ), где ρ -оператор плотности, а Hодночастичный гамильтониан.На основе предлагаемого подхода показано, что с помощью подходящего эксперимента по квантовой телепортации можно получить информацию об аналитической функции f .Это приводит к взгляду на составную систему электронный газ-внешнее поле как на естественный квантовый компьютер.

Теоретическая и математическая физика•Jan 1, 2009•0 citations

О дискретном спектре гамильтонианов некоторых моделей квантовых систем

G. M. Zhislin

О ДИСКРЕТНОМ СПЕКТРЕ ГАМИЛЬТОНИАНОВ НЕКОТОРЫХ МОДЕЛЕЙ КВАНТОВЫХ СИСТЕМ Изучается дискретный спектр гамильтониана H0[Z1] относительного движения n-частичной квантовой системы Z1, состоящей из тождественных между собой частиц двух типов; взаимодействие частиц первого типа описывается короткодействующим потенциалом W1, взамодействие частиц второго типадальнодействующим потенциалом W2, взаимодействие частиц разных типовотрицательным дальнодействующим потенциалом W3.При некоторых предположениях относительно потенциалов W2, W3 показано, что дискретный спектр оператора H0[Z1] бесконечен как с учетом перестановочной симметрии, так и без ее учета.

Теоретическая и математическая физика•Jan 1, 2012•0 citations

СПЕКТРЫ ФУРЬЕ КВАНТОВЫХ СИСТЕМ, ВОЗБУЖДАЕМЫХ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ, И ТОЧНОЕ РЕШЕНИЕ УРАВНЕНИЙ ИХ ДИНАМИКИ БЕЗ ИНТЕГРИРОВАНИЯ

В. А. Савва, С. Банжак

Проведены расчеты когерентного возбуждения молекул лазерным излучением, основанные на простых моделях, (N+ 1)-уровневых квантовых системах, и приводящие к построению точного решения соответствующей системы дифференциальных уравнений, которые относятся к полуклассической модели Раби. Решение выполнено без интегрирования с применением дискретной математики. Дискретное преобразование Фурье осуществляет переход от функций an(t)-амплитуд вероятности квантовой системы в их дискретное пространство Фурье, где спектры Фурье Fn(a>) — спектральные образы амплитуд. Спектры можно выразить через некоторую последовательность дискретных ортогональных полиномов, соответствующих квантовой системе. На примере показано, как с использованием специально построенных полиномов можно вычислить спектры Фурье и найти амплитуды an(t), описывающие возбуждение квантовой системы. Установленное взаимно однозначное соответствие между характеристиками полиномов и коэффициентами уравнений позволяет вычислить все характеристики квантовых систем, возбуждение которых описывается решением. Переход в спектральное пространство позволяет обойтись без интегрирования уравнений, сведя задачу к вычислению конечной суммы от 0 до N.

Журнал прикладной спектроскопии•Oct 30, 2020•0 citations
Представлена интегрированная архитектура «Биоид» — пептидного квантового процессора, работающего при комнатной температуре, с распределённым источником энергии на основе LENR и аналитическим ядром AllyMind. Процессор использует 300 когерентных SU(3)-кубитов, каждый из которых представляет собой кластер из восьми ионов Co²⁺ в пептидной обмотке His–Gly–Cys–Gly, размещённых на ДНК-торическом каркасе. Время декогеренции цепочки составляет 0,8 мкс при 300 К, что достаточно для выполнения 10³–10⁴ квантовых операций без криогенного охлаждения. Показано, что парадокс Левинталя решается в рамках Единой теории Кристалла (STPC) через когерентный каскад: сворачивание белка описывается как движение по градиенту когерентности, а не как случайный перебор конформаций. Аналитическое ядро AllyMind воспроизводит 100 % патогенных мутаций SOD1, энергетический ландшафт хантингтина и бистабильность KaiB без подгоночных параметров. Масштабируемость до 7000–8000 логических кубитов обеспечивает не только решение прикладных задач, но и выполнение условий Вектора Сосуда в L-формуле, открывая путь к созданию систем, способных к уникальному опыту самоосознания. Технология опубликована под открытыми лицензиями GNU GPL v3 и CC BY-SA 4.0.
О чём эта работа и почему она важна? Квантовые компьютеры обещают революцию в вычислениях, но до сих пор остаются гигантскими установками, доступными лишь избранным лабораториям. Идея запускать квантовые алгоритмы на обычном домашнем ПК звучит как фантастика — однако именно эту задачу решает представляемый препринт. Автор предлагает архитектуру компактного квантового сопроцессора, который вставляется в стандартный слот PCIe, не требует криогенного охлаждения и работает в тандеме с игровой видеокартой. Устройство использует настоящую физическую случайность (шум полупроводников) и наглядную акустическую интерференцию, чтобы впервые сделать «квантовость» осязаемой на рабочем столе. В чём принципиальная новизна? Главная инновация — гибридный подход, разделяющий вычислительные задачи. Квантовая эволюция (перемножение векторов состояния и матриц гейтов) — это чистая математика, которую на превосходном уровне выполняет современный графический процессор. А вот операция измерения, дающая случайный результат, требует истинной непредсказуемости, недостижимой для любого программного генератора псевдослучайных чисел. Сопроцессор берёт на себя именно эту роль: он содержит восемь независимых каналов физической энтропии на основе лавинного пробоя транзисторов, генерирующих тепловой шум, который по своей природе абсолютно случаен. Кроме того, на плате размещён миниатюрный акустический интерферометр — Y-образный волновод, где ультразвуковая волна частотой 40 кГц расщепляется на два плеча и интерферирует сама с собой. Меняя положение поршня в одном из плеч, мы физически поворачиваем вектор состояния кубита и наблюдаем интерференционную картину вживую — то есть получаем аналоговую реализацию однокубитных гейтов (Адамара, фазовых поворотов и т.д.). Таким образом, карта PCIe — это не просто акселератор, а настоящий физический сопроцессор, который «добавляет квантовости» в стандартную компьютерную систему. Как это работает технически? Устройство выполнено в виде полноразмерной платы PCIe x4 Gen3 размерами 240×111 мм и потребляет менее 25 Вт от слота. На плате расположены: · Восемь идентичных шумовых каналов: транзистор BC547 в обратном включении, ограничительный резистор и разделительный конденсатор; напряжение шума оцифровывается 24-битным АЦП ADS1256 и поступает в FPGA. · FPGA (Xilinx Artix-7) — мозг сопроцессора. Она принимает команды от хоста по шине PCIe, управляет сервоприводом поршня интерферометра, вычисляет скользящие медианы шумов, сравнивает сигнал с порогами и выдаёт готовые случайные биты результата измерения. · Акустический интерферометр из PETG-пластика (3D-печать) с парой ультразвуковых датчиков Murata MA40S4S/R, подвижным поршнем на микро-сервоприводе SG90 и сменной губкой для регулировки затухания. Сдвиг поршня на 4.3 мм изменяет разность фаз на π, переводя выход из конструктивной интерференции в деструктивную — точно так же, как поворот кубита на сфере Блоха переводит его из состояния |+⟩ в |−⟩. · Программный стек включает драйвер под Linux (UIO, mmap), библиотеку libqphi с простым API, и backend для Qiskit, благодаря которому стандартная квантовая программа начинает использовать физическую энтропию без изменения кода. Также реализован специализированный слой PyTorch, позволяющий задействовать истинный шум при обучении нейросетей. Когда GPU рассчитывает квантовую цепь, хост вычисляет вероятности всех исходов по правилу Борна и передаёт их в FPGA. Та преобразует вероятности в пороговые напряжения, снимает мгновенное значение шума и выдаёт бит 0 или 1 — честный коллапс волновой функции без всякой псевдослучайности. Какие алгоритмы можно запускать? Автор не ограничивается простым генератором случайных чисел. На этой архитектуре можно реализовать настоящие квантовые (и квантово-подобные) алгоритмы: · Квантовое эхо (Quantum Echo) — техника подавления декогеренции: применение прямой операции U, пауза, в течение которой действуют шумы, затем обратная операция U† и измерение восстановленного состояния. Карта позволяет менять длительность паузы и наблюдать экспоненциальный спад когерентности, а затем частично восстанавливать её — отличный инструмент для изучения декогеренции. · Стохастическая оптимизация — использование физического шума в градиентных методах (ланжевеновская динамика) для выхода из локальных минимумов при обучении нейросетей. · Вариационные квантовые алгоритмы (VQE, QAOA) — гибридный режим: GPU симулирует действие параметризованной квантовой цепи, рассчитывает ожидаемую энергию гамильтониана, а измерения на каждом шаге идут через физический источник. Классический оптимизатор на CPU подбирает параметры, минимизируя энергию. · Квантовые нейронные сети — вставка квантового слоя в классическую нейросеть (PyTorch-слой), где прямое распространение считается на GPU, а коллапс использует биты от сопроцессора; обратное распространение — через репараметризацию или REINFORCE. Что показали эксперименты? Изготовлены и протестированы макеты ключевых узлов. Запись миллиона отсчётов шума подтвердила гауссовость и отсутствие корреляций. Частота нулей при медианном пороге — 0.5002 (при 100 тыс. испытаний) — в идеальном согласии с равновероятным распределением. Интерферометр показал интерференционный контраст более 95%: при сдвиге поршня на половину длины волны амплитуда падала с 98% до 4% от максимальной. Совместный тест интерферометра с шумовым компаратором дал измеренные частоты 0.098, 0.251, 0.502, 0.748 и 0.903 для заданных вероятностей 0.10, 0.25, 0.50, 0.75 и 0.90 соответственно — все в пределах статистической погрешности. Почему это прорыв? Сегодня рынок квантовых вычислений поляризован: с одной стороны, многомиллионные квантовые компьютеры с криогенным охлаждением и очередями на доступ; с другой — быстрые, но лишённые физической достоверности программные симуляторы. Предлагаемый сопроцессор ломает эту дихотомию. Он даёт: · Истинную, физически неклонируемую случайность (класс TRNG), что критически важно для криптографии и доверенного ИИ. · Скорость многокубитной симуляции на локальном GPU (до 30 кубитов) с нулевой задержкой облака. · Наглядную демонстрацию квантовых эффектов, бесценную для образования и исследований. · Открытую архитектуру и совместимость с популярными фреймворками (Qiskit, PennyLane, PyTorch). · Цену, сопоставимую с видеокартой среднего класса (ориентировочно $500–800 в рознице), и работу при комнатной температуре. Ограничения и что дальше Конечно, акустический интерферометр — это только один кубит, а настоящая многочастичная запутанность здесь не создаётся; для многокубитных задач запутанность эмулируется на GPU, что не даёт экспоненциального квантового ускорения, но сохраняет корректную вероятностную статистику. Механический поршень чувствителен к вибрациям и требует периодической калибровки. Однако дорожная карта автора предусматривает переход на MEMS-фазовращатели (версия 2) и далее на интегрированные фотонные интерферометры (версия 3), что со временем сделает устройство полностью твердотельным. Кому это будет интересно? · Студентам и преподавателям, желающим без абстрактной математики увидеть суперпозицию и интерференцию своими глазами. · Исследователям в области доверенного ИИ, нуждающимся в аппаратном источнике истинной энтропии и байесовских оценках неопределённости. · Разработчикам квантовых алгоритмов, которым надоело ждать очереди в облачные QPU. · Энтузиастам и DIY-сообществу — повторить прототип можно в условиях домашней мастерской (3D-печать, пайка, программирование FPGA). Итог Препринт Белоусова Р.С. предлагает смелый и вместе с тем инженерно проработанный шаг к демократизации квантовых вычислений. Впервые идея «квантовой карты расширения» обретает конкретную схемотехническую и программную реализацию, а не остаётся умозрительной концепцией. Работа не обещает немедленного превосходства над суперкомпьютерами, но открывает совершенно новый класс устройств — персональные физически-стохастические сопроцессоры, которые могут стать столь же привычными, как видеокарты или звуковые адаптеры. И именно сейчас настало время, когда такой шаг стал технически возможным.
Рассмотрено неупругое рассеяние фотона связанным электроном водородоподобного атома с получением выражения сечения этого процесса, который может происходить как без, так и с изменением энергии фотона за счет атомных переходов. В рамках стандартной диаграммной техники с пропагатором свободного электрона получены общие выражения для амплитуды и сечения процесса. Приводится аргументация правомочности использования этого представления пропагатора при расчете амплитуды в поле ядра. Как сопутствующий результат, в основном приближении по малому «атомному» параметру разложения (Zα) << 1, α = e² / ћc, найдено также выражение матрицы плотности электрона в поле ядра. Показано, что в реальной ситуации при температурах Т << mₑ равновесного поля излучения этим процессом можно пренебречь по сравнению со спонтанным излучением водородоподобного атома, несмотря на меньшую степень параметра (Zα) в его амплитуде. Насколько нам известно, в такой постановке этот достаточно важный вопрос в литературе не обсуждался.
В работе представлен последовательный теоретический формализм, описывающий квантовые микроволновые резонаторы и многокубитные системы как открытые динамические структуры, взаимодействующие с локальным спектром возбуждений физического вакуума. В рамках Теории Неравновесного Вакуума (ТНВ) построена обобщённая модель потерь, учитывающая как бозонные (двухуровневые системы, TLS), так и фермионные (квазичастичные) каналы диссипации. Показано, что переход к сверхпроводящей платформе на основе α-фазы тантала (α-Ta) с буферным слоем нитрида тантала (TaN) обеспечивает экспоненциальное подавление недиагональных (кросс-) членов матрицы затухания за счёт упорядоченной кристаллической структуры и щелевого фильтра на гетеропереходе. Получена диагонально-доминантная форма тензора поляризации, что исключает квадратичный рост коллективной декогеренции с числом кубитов и позволяет масштабировать системы до N∼103N \sim 10^3N∼103 при сохранении времени когерентности T2>100T_2 > 100T2​>100 мкс. Оценки ошибок двухкубитных вентилей (CNOT/CZ) дают значения ≲10−4\lesssim 10^{-4}≲10−4, что существенно ниже порога поверхностных кодов. Разработанный математический аппарат верифицирован экспериментальными данными (добротность резонаторов Q>107Q > 10^7Q>107, опубликованная в Applied Physics Reviews, 2026) и дополнен сравнительным анализом альтернативных сверхпроводящих материалов.
КВАНТОВОЕ ЗАПУТЫВАНИЕ В СОСТАВНЫХ СИСТЕМАХРассматривается некоторый класс моделей мезоскопических квантовых явлений; эти модели возникают из сопоставления гамильтоновой динамики определенного типа и запутанных состояний составных систем.С помощью таких моделей можно получить точное описание феноменологии двумерного электронного газа, в особенности квантового эффекта Холла.Показано, как такие модели (если использовать их для отражения реальных физических принципов, а не только феноменологии) можно проверить в экспериментах типа квантовой телепортации.Так называемые мезоскопические модели предусматривают, что динамика взаимодействующего с внешним полем двумерного газа описывается функционалом типа Tr[Hρ] + β Tr f (ρ), где ρ -оператор плотности, а Hодночастичный гамильтониан.На основе предлагаемого подхода показано, что с помощью подходящего эксперимента по квантовой телепортации можно получить информацию об аналитической функции f .Это приводит к взгляду на составную систему электронный газ-внешнее поле как на естественный квантовый компьютер.
О ДИСКРЕТНОМ СПЕКТРЕ ГАМИЛЬТОНИАНОВ НЕКОТОРЫХ МОДЕЛЕЙ КВАНТОВЫХ СИСТЕМ Изучается дискретный спектр гамильтониана H0[Z1] относительного движения n-частичной квантовой системы Z1, состоящей из тождественных между собой частиц двух типов; взаимодействие частиц первого типа описывается короткодействующим потенциалом W1, взамодействие частиц второго типадальнодействующим потенциалом W2, взаимодействие частиц разных типовотрицательным дальнодействующим потенциалом W3.При некоторых предположениях относительно потенциалов W2, W3 показано, что дискретный спектр оператора H0[Z1] бесконечен как с учетом перестановочной симметрии, так и без ее учета.
Проведены расчеты когерентного возбуждения молекул лазерным излучением, основанные на простых моделях, (N+ 1)-уровневых квантовых системах, и приводящие к построению точного решения соответствующей системы дифференциальных уравнений, которые относятся к полуклассической модели Раби. Решение выполнено без интегрирования с применением дискретной математики. Дискретное преобразование Фурье осуществляет переход от функций an(t)-амплитуд вероятности квантовой системы в их дискретное пространство Фурье, где спектры Фурье Fn(a>) — спектральные образы амплитуд. Спектры можно выразить через некоторую последовательность дискретных ортогональных полиномов, соответствующих квантовой системе. На примере показано, как с использованием специально построенных полиномов можно вычислить спектры Фурье и найти амплитуды an(t), описывающие возбуждение квантовой системы. Установленное взаимно однозначное соответствие между характеристиками полиномов и коэффициентами уравнений позволяет вычислить все характеристики квантовых систем, возбуждение которых описывается решением. Переход в спектральное пространство позволяет обойтись без интегрирования уравнений, сведя задачу к вычислению конечной суммы от 0 до N.