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上周新闻回顾:量子云计算机 旅行者飞出太阳系

http://www.kexue.com 2013-09-16 10:35:19 科学网  发表评论

  科学网(kexue.com)讯 北京时间9月16日消息,新的工作日伊始,不妨首先来盘点一下在上周的科学界都发生了哪些令人难忘的大事件。

  "量子云"装置可让民众免费体验量子计算机威力


布里斯托尔大学研发的这种量子芯片能够让所有人都有机会免费体验量子计算机

  这种量子云将使研究人员和公众,有机会预约时间前往大学的研究实验室参观一种微型量子芯片。这种装置将使人们能够使用量子模拟器来试验量子计算,而且也有机会申请在布里斯托尔大学的这台量子光激处理器上进行他们的试验。

  布里斯托尔大学的这种芯片测量尺寸大约为70×3毫米,而且最早是在2011年被公布出来。尽管它或许不具备许多量子比特,但是它的微型尺寸被看做是这一领域的一项突破。相比之下,美国宇航局和谷歌(微博)公司正在使用引发争议的D波公司所研发的一种量子处理器。尽管布里斯托尔大学的这种芯片不能像D波公司的系统一样进行复杂问题的编程,但是它让我们有机会免费在真正的量子计算机系统上进行试验。

  研究人员写道:“我们开发的量子处理器芯片位于布里斯托的实验室中,而且我们正在继续进行探索,因此它属于非常先进的前沿科技。这种量子处理器将使你能够创造和操控自己的比特,并且测量叠加和纠缠的量子现象。”一旦人们获得机会使用量子云,他们能够使用这种芯片创造光子对之间的纠缠,操控光子状态,而且测量外部环境对光子的影响。

  人们也可以使用一种量子模拟器,通过一种软件模拟来测试可能的量子实验。布里斯托尔大学的研究人员承诺这种模拟器非常接近于真实的设备,而且非常棒的是你不必使用真实的量子处理器就能尝试不同的试验。项目的负责人Jeremy O'Brien教授在一份声明中说道,考虑到更广泛使用这项技术有可能获得的效果,这是非常令人兴奋的。

  “量子悖论”或因人类主观心理想象而生


量子悖论或许只是人类的主观想象

  量子力学是物理学中最成功的理论,从亚原子到天文学层面,它完美解释了所有物质的行为。不过,它也是最奇怪的理论。

  在量子领域中,粒子似乎会同时存在于两个地方;信息的传播速度似乎比光速还快;而猫可能同时既是死的又是活的。物理学家已经与量子世界里显而易见的悖论斗争了90年——可是他们的努力收效甚微。与进化论和宇宙论的观点已经被大众普遍理解所不同,量子理论迄今仍被看作奇谈怪论(甚至许多物理学家也这样认为),人们认为它是一种构建奇妙玩意的有力工具,除此以外别无益处。大众对量子理论的意义深感困惑,而这种困惑将不断助长如下观念:这一理论总是迫不及待地想告诉我们一些关于我们所在世界的深奥玩意,而这些与我们的日常生活完全无关,真是令人不可思议。

  一种批评量贝模型的观点认为,它无法像传统的量子力学那样,用更基本、微观的现象来解释复杂的宏观现象。对量贝模型来说,迎接这个挑战最直接的方法,就是达成它所宣称的目标:在一些有说服力的新假设的基础上,重新构建量子力学的标准理论。

  这个目标目前尚未达成,不过,量贝模型已经为阐释物理真实性提供了一种新视角。它将波函数解释为个人的信任程度,从而以精准的数学语言,解释了玻尔所说的直觉:“物理学关心的是我们如何描述自然。”量贝模型的支持者拥护这样一种观念:进行实验之前,实验结果根本就不存在。

  比如,在测量某个电子的速度或位置之前,该电子根本就没有速度或位置。正是测量本身,使得被测量的特性成为真实存在。正如富克斯所说,“观察者通过自由意志对每次测量做出设定,在这种互动作用下,每时每刻都可以看作某种意义上的诞生时刻,世界一点点地被塑造出来”。从这种意义上说,宇宙造物从未间断,我们都是宇宙造物的积极贡献者。

  历时36年 "旅行者1号"成为首个飞出太阳系的人造物体


美国宇航局(NASA)于1977年9月5日发射的“旅行者1号”(Voyager1)无人太空探测器已经飞出了太阳系

  美国科学家证实,美国宇航局(NASA)于1977年9月5日发射的“旅行者1号”(Voyager1)无人太空探测器已经飞出了太阳系。这是现时离地球最远的人造飞行器,也是第一个进入星际空间的人造物体。截至目前,“旅行者1号”的这趟旅程花费了足足36年,距离地球长达116亿英里(约187亿公里)。

  据美国宇航局官方网站报道,能够证实“旅行者1号”已经飞出太阳系的最新数据,由该探测器等离子波科学设备首席研究员、美国艾奥瓦大学的唐·格尼特(Don Gurnett)及其科研团队,发表于9月12日出版的《科学期刊》上。

  “毋庸置疑,这显然是人类探索史上一次重大的里程碑!”经历了36年的等待,“旅行者1号”太空探测器计划负责人爱德华·斯通(Edward Stone)表示,“这个成就如同人类第一次完成环球航行,或者第一次踏足月球表面一样。”

  过去两年间,“旅行者1号”的精确位置引发激烈争论,科学家们也一直在尝试各种不同的检测方法。根据最新研究数据,“旅行者1号”大约是在2012年8月25日前后,离开了日球层(包裹在太阳周围的一个由炽热高能粒子构成的气泡)的怀抱,抵达从来没有被探索过的寒冷的星际空间的。

  格尼特的研究小组分析了“旅行者1号”向地球发回的数据,从电子等离子体振荡的测量结果中发现了重大突破。“我们在数据中看到这些振荡的时候,真的是从座位上蹦了起来——它向我们证明,飞船已经驶入一片全新的区域,与我们预期的星际空间环境相符,与太阳周围气泡中的环境完全不同。”格尼特强调说,“很明显,它已经穿透了日球层顶,也就是太阳等离子体和星际等离子体之间一直假设存在的那道边界,时间大概是2012年8月。”

  研究人员进而推理发现,2012年8月25日恰好是带电粒子数量下降和银河宇宙线数量上升的那一天,这一天很可能就是“旅行者1号”抵达星际空间的日子,距离太阳大约121个天文单位。

  “旅行者1号”重815千克,自1977年发射以来,一直在急速飞离太阳,曾到访过木星及土星,第一次提供了它们卫星的高解析度清晰照片。其上还携带了一张包括55种人类语言录制的问候语和音乐的铜质磁盘唱片,旨在向“外星人”表达人类的问候。

  “‘旅行者1号’已经闯入了先前没有任何探测器到过的地方,取得了科学编年史上最重要的一项技术成就。”NASA科学任务理事会副主席格伦斯菲尔德(John Grunsfeld)说,“随着它驶入星际空间,人类的科学梦想和科学事业又掀开了新一页篇章。或许未来的深空探险家会追上旅行者号——我们首位星际特使,回想这艘无畏的飞船如何帮助他们实现了旅行。”

  陕西发现上官婉儿墓葬遗址


上官婉儿墓甬道内的墓志盒,上书“唐中宗昭容上官氏”

  近日,考古工作者在西安咸阳机场附近发现了一座唐墓。虽然墓葬破坏严重,出土随葬品不多,但根据一方墓志,考古工作者判断墓的主人当为唐代著名女政治家上官婉儿。目前现场已被封闭,考古工作者正对墓葬进行紧张的清理和发掘。

  上官婉儿(664年-710年),唐朝陕州(今河南三门峡)人,是唐代女政治家,也是武则天的左膀右臂,还是唐中宗的妃嫔,武三思的情妇。在如今各类有关武则天的影视作品中,上官婉儿被着重刻画,且多以正面形象为主。

  “影视作品和真实历史显然是不一样的,历史上的上官婉儿并不是那么‘正面’。”中国唐史学会副会长、陕西师范大学教授杜文玉告诉记者。

  据史料记载,上官婉儿在祖父上官仪被武则天诛杀后,凭借着文采获得了武则天的垂青,并逐步成为武则天最为信任的人。武则天退后后,又嫁给唐中宗李显,并专掌起草诏令。随着武则天侄子武三思权力日盛,上官婉儿又与其私通。直到公元710年,李隆基发动政变,诛杀韦后,上官婉儿表忠不成而被诛杀。

  “历史的上官婉儿非常‘八面玲珑’,但在那个时代,在残酷的宫廷斗争中,不这样做根本无法存活。”杜文玉说,在他看来,上官婉儿墓的发现,尤其是墓志的出土,对于研究唐代历史有着非常重大的意义。

  神奇"长生不老"贝螅或揭人类循环再生之谜


这种贝螅是由棘刺、触手和水螅体组成的粉红色附着群体,长度大约在2到3厘米,可长生不老

  近日在《爱尔兰时报》上的一篇文章引起了许多网友的关注。该文章讲述了爱尔兰国立大学-戈尔韦再生医学研究所对一种贝螅属物种(学名:Hydractinia echinata)的研究。这种贝螅是由棘刺、触手和水螅体组成的粉红色附着群体,长度大约在2到3厘米,这使其可以方便地寄生在寄居蟹的贝壳上。贝螅看起来并不特别出奇,但据研究所的科学家乌里·弗兰克(Uri Frank)称,这种生物“在理论上是永生的”。

  当然,“永生”这个概念本来就是见仁见智。在此之前,《纽约时报》的一篇文章曾介绍日本科学家发现了灯塔水母可以长生不死,这在当时也引起了轰动。与之不同的是,乌里·弗兰克等人的研究关注点是贝螅在失去身体部位之后,能完整重生的能力。这位爱尔兰科学家在文章中解释道:“这听起来似乎很让人惊悚,如果它的头被咬掉,只要几天时间它就可以再长出一个来。”

  Hydractinia echinata远不是地球上唯一拥有这一技能的生物,蚯蚓、海星、龙虾、蜗牛、蝾螈和其他许多种生物都能够长出替代的器官或肢体。一些哺乳动物在某种程度上也能再生出器官,如两种非洲刺毛鼠就能够重新长出汗腺、皮毛和软骨。这就引出了一个长期困扰科学家的问题:如果斑马鱼能够长出一条新的尾巴,为什么我们人类就不能在需要的时候,生出新的手臂、腿,抑或是肾脏、心脏呢?(科学网kexue.com 郑昊)

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