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光子量子芯片让人工智能变得更智能和更环保

一组研究人员展示了即使是小规模的量子计算机也能通过一种新颖的光子量子电路提升机器学习性能。他们的发现表明,今天的量子技术不仅仅是实验性的,它在特定任务中已经可以超越经典系统。值得注意的是,这种光子方法还可以大幅减少能量消耗,提供一个可持续的前进道路,因为机器学习的能量需求正在飙升。 数据点的分类可以通过光子量子计算机完成,从而提高传统方法的准确性。图片来源: Iris Agresti 当前的热门研究主题之一是将两项最近的技术突破结合起来:机器学习和量子计算。一项实验性研究显示,已经小规模的量子计算机可以提升机器学习算法的性能。这项研究由维也纳大学的国际研究团队在光子量子处理器上进行。该研究最近发表在Nature…

光子在虚空中碰撞:量子模拟从无中创造光线

物理学家成功模拟了一种奇特的量子现象,即光似乎从空荡荡的空间中产生,这一概念至今仅存在于理论中。通过尖端的模拟技术,研究人员模拟了强激光如何与所谓的量子真空相互作用,揭示了光子如何相互反弹,甚至产生新的光束。这些突破恰逢新的超强激光设施准备在现实中测试这些令人困惑的效应,潜在地为揭示新物理学甚至暗物质粒子打开了一扇大门。 使用先进的计算建模,由牛津大学领导的研究团队,与里斯本大学的高级技术研究所合作,首次实现了实时三维模拟,展示了强激光束如何改变“量子真空”——这一状态曾被认为是空的,但量子物理学预测它充满了虚拟的电子-正电子对。 令人兴奋的是,这些模拟重现了量子物理学预测的一种奇特现象,称为“真空四波混合”。这表明,三束聚焦激光脉冲的综合电磁场可以极化真空中的虚拟电子-正电子对,导致光子像台球一样相互弹跳——在一种“黑暗中的光”过程中生成第四束激光。这些事件可以作为在极高强度下探测新物理学的探针。 “这不仅仅是学术好奇心——这是实验确认量子效应的重要一步,之前这些效应主要是理论上的,”研究共同作者、牛津大学物理系的彼得·诺雷斯教授说。 这项工作正值新一代超强激光即将上线之际。英国的Vulcan…

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光子量子芯片让人工智能变得更智能和更环保

一组研究人员展示了即使是小规模的量子计算机也能通过一种新颖的光子量子电路提升机器学习性能。他们的发现表明,今天的量子技术不仅仅是实验性的,它在特定任务中已经可以超越经典系统。值得注意的是,这种光子方法还可以大幅减少能量消耗,提供一个可持续的前进道路,因为机器学习的能量需求正在飙升。 数据点的分类可以通过光子量子计算机完成,从而提高传统方法的准确性。图片来源: Iris Agresti 当前的热门研究主题之一是将两项最近的技术突破结合起来:机器学习和量子计算。一项实验性研究显示,已经小规模的量子计算机可以提升机器学习算法的性能。这项研究由维也纳大学的国际研究团队在光子量子处理器上进行。该研究最近发表在Nature…

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光子量子芯片让人工智能变得更智能和更环保

一组研究人员展示了即使是小规模的量子计算机也能通过一种新颖的光子量子电路提升机器学习性能。他们的发现表明,今天的量子技术不仅仅是实验性的,它在特定任务中已经可以超越经典系统。值得注意的是,这种光子方法还可以大幅减少能量消耗,提供一个可持续的前进道路,因为机器学习的能量需求正在飙升。 数据点的分类可以通过光子量子计算机完成,从而提高传统方法的准确性。图片来源: Iris Agresti 当前的热门研究主题之一是将两项最近的技术突破结合起来:机器学习和量子计算。一项实验性研究显示,已经小规模的量子计算机可以提升机器学习算法的性能。这项研究由维也纳大学的国际研究团队在光子量子处理器上进行。该研究最近发表在Nature…

过时手机如何为智能城市提供动力并拯救海洋

在全球每年生产超过10亿部智能手机的背景下,研究团队正在改变电子废物的处理方式。与其将旧手机扔掉,他们展示了一种开创性的方法:将过时的智能手机转变为微型数据中心。这种低成本的创新(每部手机仅8欧元)提供了实际应用,从监测公交乘客到观察海洋生物,而无需使用新技术。 每年,全球生产超过12亿部智能手机。电子设备的生产不仅耗能密集,还消耗珍贵的自然资源。此外,制造和运输过程会向大气中释放大量二氧化碳。同时,设备的老化速度比以往任何时候都快——用户平均每2到3年会更换仍然正常工作的手机。老旧设备充其量被回收利用,最糟糕的情况是最终被扔进垃圾填埋场。 尽管最可持续的解决方案是改变消费者的行为,更仔细地考虑每个新型号是否真的需要取代旧款,但这说起来容易做起来难。快速的技术发展令旧设备迅速过时。因此,需要替代方案——例如通过赋予设备全新的用途来延长其使用寿命。 这正是塔尔图大学计算机科学研究所的研究人员胡贝尔·弗洛雷斯、乌尔里希·诺比斯拉特、和智刚·尹,以及来自技术研究所的佩尔塞维朗·恩戈伊和他们的国际同事所测试的方法。“创新通常不是从新事物开始,而是从一种重新思考旧事物的方法开始,重新构想它在塑造未来中的角色,”胡贝尔·弗洛雷斯,普适计算的副教授解释道。他们证明了旧智能手机可以成功地转变为小型数据中心,能够高效处理和存储数据。他们还发现,建造这样的数据中心非常便宜——每个设备大约8欧元。 这些小型数据中心有广泛的应用。例如,它们可以在城市环境中,如公交车站,收集实时乘客数量数据,从而优化公共交通网络。…

光子在虚空中碰撞:量子模拟从无中创造光线

物理学家成功模拟了一种奇特的量子现象,即光似乎从空荡荡的空间中产生,这一概念至今仅存在于理论中。通过尖端的模拟技术,研究人员模拟了强激光如何与所谓的量子真空相互作用,揭示了光子如何相互反弹,甚至产生新的光束。这些突破恰逢新的超强激光设施准备在现实中测试这些令人困惑的效应,潜在地为揭示新物理学甚至暗物质粒子打开了一扇大门。 使用先进的计算建模,由牛津大学领导的研究团队,与里斯本大学的高级技术研究所合作,首次实现了实时三维模拟,展示了强激光束如何改变“量子真空”——这一状态曾被认为是空的,但量子物理学预测它充满了虚拟的电子-正电子对。 令人兴奋的是,这些模拟重现了量子物理学预测的一种奇特现象,称为“真空四波混合”。这表明,三束聚焦激光脉冲的综合电磁场可以极化真空中的虚拟电子-正电子对,导致光子像台球一样相互弹跳——在一种“黑暗中的光”过程中生成第四束激光。这些事件可以作为在极高强度下探测新物理学的探针。 “这不仅仅是学术好奇心——这是实验确认量子效应的重要一步,之前这些效应主要是理论上的,”研究共同作者、牛津大学物理系的彼得·诺雷斯教授说。 这项工作正值新一代超强激光即将上线之际。英国的Vulcan…
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目前大多数人工智能在读取时钟和日历方面存在困难

世界上最先进的人工智能系统在讲时间和计算日历日期方面存在困难,一项研究表明。 一些世界上最先进的人工智能系统在讲时间和计算日历日期方面存在困难,一项研究表明。 虽然人工智能模型可以执行复杂的任务,例如写论文和生成艺术作品,但研究人员表示,它们尚未掌握一些人类轻松完成的技能。 爱丁堡大学的一个团队表明,最先进的人工智能模型无法可靠地解释时钟指针的位置或正确回答关于日历日期的问题。 与简单地识别形状不同,理解模拟时钟和日历需要空间意识、上下文和基础数学的结合——这一点对于人工智能而言仍然具有挑战性,团队指出。…

外星生命的迹象可能隐藏在这些气体中

科学家们找到了一种新的方式来利用现有的望远镜探测外层空间中的生命。该方法依赖于看起来与地球截然不同的世界,以及在寻找外星生命时很少考虑的气体。 科学家们发现了一种有前途的新方法来探测遥远行星上的生命,这种方法依赖于看起来和地球完全不同的世界,以及在寻找外星生命时很少考虑的气体。 在最新的《天体物理学杂志快报》论文中,加州大学河滨分校的研究人员描述了这些气体,这些气体可以通过詹姆斯·韦布太空望远镜(JWST)在系外行星的气氛中检测到——也就是在我们太阳系之外的行星。 这些气体被称为卤代甲烷,它们由一个甲基组组成,甲基组包含一个碳原子和三个氢原子,连接到一个卤素原子,如氯或溴。它们主要由地球上的细菌、海藻、真菌和一些植物产生。 在寻找卤代甲烷的一个关键方面是,类似地球的系外行星太小、太暗,无法被JWST观察到,而JWST是目前在太空中最大的望远镜。…

手掌拍击的动态声学,阐明了

研究人员阐明了手掌拍打中涉及的复杂物理机制和流体动力学,并探讨了其在生物声学和个人识别中的潜在应用,即手掌拍打可以用来识别某人。 在2006年电影《X战警:最后的决战》的结尾场景中,一名角色拍手发出冲击波,将反对军队击倒。 农业与生命科学学院生物和环境工程教授Sunny Jung对此感到好奇。 Jung说:“这让我对我们拍手时波动的传播方式感到好奇。”…

小而微弱,且在许多方面“意外”:天文学家们发现了银河系的新情况

发现矮星系安德罗梅达 XXXV——位于大约 300 万光年外,是迄今为止在安德罗梅达系统中发现的最小星系——迫使天文学家重新思考星系在不同宇宙环境中的演化方式以及如何在宇宙的不同年代中生存。 由密歇根大学研究人员主导的团队所做的发现撼动了我们认为从自己星系中学到的一些关键宇宙教训的边界。…

黑洞:不是终结,而是开始?新的研究可能会彻底改变我们对宇宙的理解

新的研究表明,黑洞可能会转变为“白洞”,将物质甚至时间重新排放回宇宙,挑战我们目前对这些宇宙巨人的理解。 新的研究表明,黑洞可能会转变为“白洞”,将物质甚至时间重新排放回宇宙,挑战我们目前对这些宇宙巨人的理解。谢菲尔德大学的研究提出了时间和暗能量之间的革命性联系,暗示推动宇宙扩张的神秘力量可能被用来测量时间。 我们对黑洞、时间以及主宰宇宙的神秘暗能量的理解可能会被彻底改变,因为新的谢菲尔德大学研究帮助揭开了宇宙的神秘面纱。 黑洞——重力如此强大以至于连光都无法逃脱的空间区域——长期以来一直是人们关注的对象,天体物理学家、理论物理学家及其他研究人员奉献一生来揭示它们的秘密。这种对未知的迷恋激励了无数作家和电影制作人,小说和电影如《2001太空漫游》、《火星救援》和《星际穿越》探索着这些神秘物体对我们集体想象力的影响。 根据爱因斯坦的广义相对论,任何被困在黑洞内部的人都会朝其中心坠落,并会被巨大的引力摧毁。这个中心,被称为奇点,是一颗巨星的物质被认为已经塌缩以形成黑洞所压缩到的微小点。在这个奇点上,我们对物理学和时间的理解就会崩溃。…

缠绕的矮星通过反复的无线电爆发揭示它们的位置

一颗白矮星和一颗红矮星被发现紧密围绕彼此公转,每两小时发出一次射电脉冲。这一发现意味着我们知道,不仅是中子星会发出这样的脉冲,而且这些脉冲间隔异常遥远。 由现在在悉尼大学工作的Iris de Ruiter博士领导的国际天文学家团队展示了一颗白矮星和一颗红矮星每两小时围绕彼此公转,并发出射电脉冲。 感谢使用光学和X射线望远镜的后续观测,研究人员能够确定这些脉冲的起源。这一发现首次解释了在银河系中发现的射电辐射的来源。…

新计算机代码可能导致更简单、更便宜的聚变电源星际设备

物理学家们创建了一种新的计算机代码,可以加快设计复杂的磁体,这些磁体塑造了恒星器中的等离子体,使系统的构建更加简单和经济实惠。 物理学家们创建了一种新的计算机代码,可以加快设计复杂的磁体,这些磁体塑造了恒星器中的等离子体,使系统的构建更加简单和经济实惠。 就像设计高性能一级方程式赛车的工程师一样,科学家们希望在被称为恒星器的扭曲核聚变系统中创造高性能等离子体。实现这种性能意味着等离子体必须保持其大部分热量,并保持在限制其的磁场内。 为了简化这些等离子体的创建,物理学家们创建了一种新的计算机代码,可以加快设计塑造等离子体的复杂磁体的速度,从而使恒星器的构建变得更加简单和经济实惠。 这段代码被称为QUADCOIL,帮助科学家排除稳定但需要形状过于复杂的磁体的等离子体形状。凭借这些信息,科学家们可以将精力集中于设计可以经济实惠构建的恒星器。…

进行温室气体排放清单的城市推动减少排放的进展

研究人员收集了来自数百个美国城市的排放数据,这些城市要么进行了温室气体排放清单,要么报告说他们聘用了可持续发展工作人员。进行了清单的城市在2010至2015年间显示出排放量的统计学显著减少,而那些有可持续发展工作人员的城市则没有。研究人员认为,之前几乎没有研究来衡量这些措施的效果,并表明解决排放是有意义的。 多年来,各城市一直在努力通过减少温室气体排放来降低其碳足迹。然而,关于这种工作的预期结果的验证却很少。 来自堪萨斯大学的新研究发现,完成温室气体排放清单确实推动了减排的进程。“可持续性”可以指任何一个城市可以采取的努力,但研究发现,当美国城市进行温室气体排放清单时,他们的二氧化碳排放量显著减少,比他们没有采取措施时要少得多。 堪萨斯大学公共事务与管理教授、研究的首席作者瑞秋·克劳斯说:“我们发现,温室气体排放清单的建设与更少的化石燃料二氧化碳排放存在因果关系。清单反映了对地方排放源和数量的相当调查,我们假设这些信息提高了管理努力的能力,并促成了变化。” 完成这样的清单,以及在城市政府中聘用可持续发展主管或专业人员,是城市用来促进可持续性和减少排放的两种最常见的方法,研究人员希望研究这些努力的有效性这一尚未充分研究的领域。…

量子网络的首个操作系统

研究人员宣布创建了首个专为量子网络设计的操作系统:QNodeOS。这项研究标志着将量子网络从理论概念转变为实用技术的重要一步,有可能彻底改变互联网的未来。 量子互联网联盟(QIA)的研究人员来自代尔夫特理工大学、QuTech、因斯布鲁克大学、INRIA和法国国家科学研究中心(CNRS),最近宣布创建了首个专为量子网络设计的操作系统:QNodeOS。这项研究发表在《自然》杂志上,标志着将量子网络从理论概念转变为实用技术的重要一步,有可能彻底改变互联网的未来。 “我们研究的目标是将量子网络技术带给所有人。通过QNodeOS,我们迈出了重要的一步。我们首次使在量子网络上轻松编程和执行应用成为可能,” 研究负责人、代尔夫特理工大学量子计算机科学教授斯特凡妮·韦纳教授说。“我们的工作还建立了一个框架,开启了量子计算机科学研究的新领域。” **降低开发者的门槛**…

水在表面的运动产生的电荷超过预期

研究人员发现,当水在表面上移动时,所产生的电荷比之前理解的多达10倍。研究小组观察到,当水滴卡在一个微小的凸起或粗糙点上时,力量积聚直到它“跳过或滑过”障碍,产生了一种之前未报告的不可逆电荷。对这一现象的新理解为表面设计提供了受控电气化的基础,其潜在应用范围从提高燃料储存系统的安全性到增强能量存储和充电速率。 来自RMIT大学和墨尔本大学的研究人员发现,当水在表面上移动时,所产生的电荷比之前理解的多达10倍。 研究小组由乔·贝里博士、彼得·谢雷尔博士和阿曼达·埃利斯教授领导,他们观察到,当水滴卡在一个微小的凸起或粗糙点上时,力量积聚直到它“跳过或滑过”障碍,产生了一种之前未报告的不可逆电荷。 对水在表面上的这种“粘滑”运动的新理解为可控电气化的表面设计提供了基础,潜在应用范围从提高燃料储存系统的安全性到增强能量存储和充电速率。 “大多数人会观察到雨水以杂乱无章的方式滴落在窗户或汽车挡风玻璃上,但不会意识到它会产生微小的电荷,”谢雷尔说道,他在RMIT大学的科学学院的研究专注于捕捉和利用环境中的游离能量。…

灵感来源于自然的3D打印方法比竹子生长得更快

研究人员创造了“生长印刷”,模仿树干向外扩展,以快速高效地打印聚合物零件,而无需传统3D打印所需的模具和昂贵设备。 一只花园蜗牛以每秒1毫米的速度在路面上滑行。依此逻辑,贝克曼先进科学与技术研究所的研究人员的新3D打印过程以蜗牛的速度超过了现有方法。 贝克曼的自主材料系统组的研究人员创建了“生长印刷”,该技术模仿树干向外扩展,以快速高效地打印聚合物零件,而无需传统3D打印所需的模具和昂贵设备。他们的研究发表于《先进材料》期刊。 伊利诺伊大学厄本那-香槟分校的机械科学与工程教授兼项目负责人萨梅赫·塔维克(Sameh Tawfick)表示:“人类在制造物品方面极具天赋。全新的制造过程很难找到。生长印刷完全是新的,这让人感到兴奋。”…

发现四颗小行星围绕我们最近的恒星运行

天文学家已揭示出新的证据,表明在巴纳德星周围环绕着的不止一颗,而是四颗微小的行星。巴纳德星是距离地球第二近的恒星系统。 这四颗行星的质量仅约为地球的20%到30%,它们离自己的恒星非常近,以至于在几天内便能绕恒星一周。这可能意味着它们过于炽热而无法适宜居住,但这一发现为在附近恒星周围发现更小的行星设定了新的基准。 “这是一项令人兴奋的发现——巴纳德星是我们的宇宙邻居,但是我们对它了解极少,”芝加哥大学博士生、研究的第一作者Ritvik Basant说。“这标志着与之前一代仪器相比,新仪器的精确度达到了突破性的进展。” 这一发现为11月由不同望远镜的小组进行的一项研究增加了权重,该研究为巴纳德星周围存在一颗行星提供了强有力的证据,并暗示还有其他行星。…