Чтение онлайн

на главную - закладки

Жанры

Журнал "Компьютерра" N730

Компьютерра

Шрифт:

Обычно в оптической системе для получения изображений (вроде микроскопа или кинокамеры) требуется сначала осветить объект, а потом регистрировать отраженный им свет. И если освещение слабое, а в фотоприемник попадают лишние фотоны от случайных источников, то изображение размывается вплоть до полной неразличимости. Обычный фотоприемник не в состоянии отличить отраженные объектом и несущие полезную информацию фотоны от фотонов шума, но квантовый подход, в принципе, позволяет это сделать.

Для этого профессор предлагает взять пару запутанных фотонов, одним из которых можно осветить объект, а второй оставить для последующего сравнения с первым, дабы отличить его от фотонов шума, когда он вернется, отразившись от объекта. Как именно это сделать, пока не очень понятно. Можно, например, сложить два запутанных

фотона в нелинейном кристалле так, чтобы получить один с вдвое большей энергией и уже его регистрировать фотоприемником. Обратный процесс, называемый даунконверсией, обычно используют как раз для получения пар запутанных фотонов. Но тут еще нужно угадать время задержки для второго фотона, равное времени полета первого фотона до объекта и обратно. Если подобные трудности удастся преодолеть, то, согласно предложенной теории, можно будет существенно улучшить отношение сигнала и шума оптической системы. И это улучшение тем сильнее, чем лучше фотоны запутаны.

По всей видимости, похожая техника может пригодиться не только для получения изображений. Таким образом можно снижать шумы в оптических телекоммуникационных сетях, а также при измерении или передаче слабых электрических сигналов, если вместо фотонов использовать электроны. Остается уповать на то, что экспериментальное подтверждение этой оригинальной теории не заставит себя ждать. ГА

Сюрпризы спина

Неожиданные результаты получили физики из Корнелльского университета, детально исследовавшие так называемое спин-орбитальное взаимодействие электронов и дырок в углеродных нанотрубках. Это взаимодействие оказалось неожиданно сильным, что в корне меняет взгляд на возможные приложения нанотрубок в спинтронике и квантовых вычислениях.

Спин-орбитальное взаимодействие - это слабый релятивистский эффект, который приводит к небольшому расщеплению спектральных линий атомов. Он возникает из-за того, что спины электронов, движущихся по орбитам вокруг ядра, "чувствуют" магнитное поле, порождаемое зарядом ядра, которое, как ток в катушке соленоида, "вращается вокруг электрона" в связанной с самим электроном системе отсчета. Несмотря на свою слабость, спин-орбитальное взаимодействие играет важную роль в спинтронике. Именно оно приводит к тому, что спин движущихся по проводнику электронов, взаимодействуя с зарядами ядер атомов, быстро приобретает случайную ориентацию. Этот эффект сильно сдерживает прогресс спинтроники, в которой два возможных значения спина электрона в дополнение к его заряду используются для кодирования информации.

Сила спин-орбитального взаимодействия пропорциональна четвертой степени заряда ядра. Поэтому многие специалисты полагали, что в углероде с зарядом 6 оно будет пренебрежимо мало по сравнению, например, с медью с зарядом ядра 29. А значит, углеродные нанотрубки с толщиной стенок в один атом, благодаря высокой проводимости, прочности и стабильности, могли бы стать прекрасными проводниками и для спинтроники. Но на самом деле все оказалось устроено иначе.

Чтобы исследовать спин-орбитальное взаимодействие в нанотрубках, ученым пришлось сначала исключить гораздо более сильное кулоновское взаимодействие между электронами. Для этого бездефектную нанотрубку длиной 500 нм закрепили между электродами, а под ней расположили пару электродов затвора. На электроды подавали напряжение так, чтобы в нанотрубке в результате кулоновской блокады сформировалась "квантовая точка" длиной около 200 нм. В эту точку помещается лишь один электрон или дырка. Спин этого единственного электрона мог иметь пару возможных направлений вдоль нанотрубки, а сам электрон мог вращаться вокруг нанотрубки по часовой стрелке или против нее. Если бы спин-орбитальное взаимодействие было слабым, то все эти четыре комбинации имели бы одинаковую энергию.

Но энергетических уровней оказалось два. Большей энергией обладали состояния, в которых спин и орбитальный магнитный момент электрона были направлены в разные стороны. Причем величина энергетической щели достигала 0,37 meV, что на несколько порядков

больше, чем ожидалось. Во внешнем магнитном поле два уровня разбивались на четыре, что дополнительно подтверждает наличие сильного спин-орбитального взаимодействия.

Эти важные результаты означают, что нанотрубки не годятся в качестве проводников для спинтроники, зато их можно эффективно использовать для различных манипуляций со спином без использования магнитного поля, реализации всевозможных запутанных квантовых состояний и еще массы приложений, которые еще только предстоит изобрести.

Но самые удивительные результаты ученые получили, изучая поведение дырки (то есть отсутствие электрона). Дырку в нанотрубке сформировали в той же квантовой точке. И вопреки всем теориям, которые дружно предсказывают, что спин-орбитальное взаимодействие дырки должно быть точно таким же, как у электрона, она вела себя прямо противоположным образом. Это новое явление теоретикам еще предстоит объяснить, и уж применения для него наверняка найдутся. ГА

Новости подготовили

Галактион Андреев

Александр Бумагин

Егор Васильев

Владимир Головинов

Евгений Гордеев

Евгений Золотов

Сергей Кириенко

Денис Коновальчик

Игорь Куксов

Максим Мусин

Павел Протасов

Иван Прохоров

Дмитрий Шабанов

Десять лет без права переписки

Автор: Киви Берд

В июле прошлого года медиа-аналитик компании Envisioneering Group Ричард Догерти (Richard Doherty) имел неосторожность во всеуслышанье дать довольно смелый прогноз. А именно: комментируя официальный вывод на рынок технологии BD+ для продвинутой защиты контента на видеодисках высокой четкости Blu-ray, Догерти предрек, что этот шедевр инженерной мысли будет успешно противостоять любым попыткам взлома еще лет десять…

Не так уж важно, с какого потолка Догерти взял эту круглую цифру. Главное, что этот прогноз произвел большое впечатление своей, мягко говоря, безответственностью. Ни одна из предыдущих технологий защиты медиа-контента не смогла похвастать такой стойкостью. Схема защиты BD+ с самого начала была (и по сию пору остается) засекречена, то есть недоступна для компетентных независимых оценок. Так что в подобных условиях прогнозы было бы разумнее строить на предшествовавшем опыте, а не на маркетинговых посулах разработчиков (единственном на то время источнике информации о новом средстве). Практика же свидетельствует, что на вскрытие любой подобной защиты обычно требуется от нескольких месяцев до года - в зависимости от распространенности продукта и проявляемого к нему интереса.

Сегодня уже можно констатировать: со взломом BD+ произошло то, чего и следовало ожидать. Флагман "индустрии резервного копирования", софтверная компания SlySoft с маленького, но гордого карибского острова Антигуа, еще в ноябре прошлого года неофициально объявила, что в целом вскрыла BD+ и планирует добавить соответствующее средство в декабрьский релиз своего продукта AnyDVD HD. Но декабрь, однако, прошел, а функции снятия защиты BD+ в AnyDVD не появлялись еще несколько месяцев и после новогодних торжеств.

Зато на рынке HD-видеодисков в это время закончилась, наконец, изнуряющая позиционная война форматов между HD DVD и Blu-ray. Хотя из кулуаров ползет слушок, что лагерь Blu-ray одержал эту важную победу благодаря более энергичному подкупу гигантов Голливуда, в первую очередь Warner Bros, разработчики BD+ в победном угаре не удержались и стали подчеркивать, что главным фактором успеха стала именно непробиваемая защита контента от копирования, которой у HD DVD не было.

И вот тут-то на сцену вновь вышла компания SlySoft - дабы прояснить ситуацию и объявить о выходе программы AnyDVD HD в версии 6.4.0.0, снимающей с новых дисков Blu-ray защиту BD+ без всяких проблем. Как обычно, для владельцев прежних версий программы апдейт бесплатен, а для всех остальных цена универсального продукта, обеспечивающего снятие всевозможных защит с оптических носителей, составляет 79 евро при заказе на сайте фирмы-разработчика.

Поделиться:
Популярные книги

Бастард Императора

Орлов Андрей Юрьевич
1. Бастард Императора
Фантастика:
фэнтези
аниме
5.00
рейтинг книги
Бастард Императора

Доктора вызывали? или Трудовые будни попаданки

Марей Соня
Фантастика:
юмористическая фантастика
попаданцы
5.00
рейтинг книги
Доктора вызывали? или Трудовые будни попаданки

Он тебя не любит(?)

Тоцка Тала
Любовные романы:
современные любовные романы
7.46
рейтинг книги
Он тебя не любит(?)

Измена. Не прощу

Леманн Анастасия
1. Измены
Любовные романы:
современные любовные романы
4.00
рейтинг книги
Измена. Не прощу

Газлайтер. Том 8

Володин Григорий
8. История Телепата
Фантастика:
попаданцы
альтернативная история
аниме
5.00
рейтинг книги
Газлайтер. Том 8

Сын Тишайшего 2

Яманов Александр
2. Царь Федя
Фантастика:
попаданцы
альтернативная история
фэнтези
5.00
рейтинг книги
Сын Тишайшего 2

Вечный. Книга II

Рокотов Алексей
2. Вечный
Фантастика:
боевая фантастика
попаданцы
рпг
5.00
рейтинг книги
Вечный. Книга II

Пять попыток вспомнить правду

Муратова Ульяна
2. Проклятые луной
Фантастика:
фэнтези
эпическая фантастика
5.00
рейтинг книги
Пять попыток вспомнить правду

Эволюционер из трущоб. Том 7

Панарин Антон
7. Эволюционер из трущоб
Фантастика:
попаданцы
аниме
фэнтези
фантастика: прочее
5.00
рейтинг книги
Эволюционер из трущоб. Том 7

Бастард Императора. Том 7

Орлов Андрей Юрьевич
7. Бастард Императора
Фантастика:
городское фэнтези
попаданцы
аниме
фэнтези
5.00
рейтинг книги
Бастард Императора. Том 7

Убивать чтобы жить 3

Бор Жорж
3. УЧЖ
Фантастика:
героическая фантастика
боевая фантастика
рпг
5.00
рейтинг книги
Убивать чтобы жить 3

Система Возвышения. (цикл 1-8) - Николай Раздоров

Раздоров Николай
Система Возвышения
Фантастика:
боевая фантастика
4.65
рейтинг книги
Система Возвышения. (цикл 1-8) - Николай Раздоров

Убивать чтобы жить 4

Бор Жорж
4. УЧЖ
Фантастика:
боевая фантастика
рпг
5.00
рейтинг книги
Убивать чтобы жить 4

Измена. Тайный наследник

Лаврова Алиса
1. Тайный наследник
Фантастика:
фэнтези
5.00
рейтинг книги
Измена. Тайный наследник