MIT 无意义的问题: 罗马混凝土为什么耐用? 量子计算机:量子计算架构可用于连接大型设备

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1 量子计算机

科学家们预计使用量子计算来模拟材料系统、模拟量子化学和优化艰巨的任务,其影响可能涵盖金融到制药领域。

然而,实现这一承诺需要有弹性和可扩展的硬件。 构建大型量子计算机的一个挑战是研究人员必须找到一种有效的方法来互连量子信息节点——在计算机芯片上分离的较小规模的处理节点。

由于量子计算机从根本上不同于传统计算机,因此用于传输电子信息的传统技术不会直接转化为量子设备。

但是,有一个要求是确定的:无论是通过经典互连还是量子互连,都必须传输和接收所携带的信息

光子有一定的频率,一定的能量,你可以准备一个模块来接收它,把它调到相同的频率。如果它们的频率不同,那么光子就会从旁边经过。

这类似于将收音机调到特定电台。如果我们选择了正确的无线电频率,我们就会接收到以该频率传输的音乐,”Almanakly 说。

研究人员发现他们的技术实现了超过 96% 的保真度——这意味着如果他们打算向右发射光子,96% 的时间它都会向右发射。

现在他们已经使用这种技术有效地向特定方向发射光子,研究人员希望连接多个模块并使用该过程发射和吸收光子。

这将是朝着模块化架构发展迈出的重要一步,该架构将许多较小规模的处理器组合成一个规模更大、功能更强大的量子处理器。

“这项工作展示了一种按需量子发射器,其中来自纠缠态的发射光子的干涉定义了方向,完美地体现了波导量子电动力学的力量,”理化学研究所量子计算中心主任 Yasunobu Nakamura 说,谁没有参与这项研究。

“它可以用作完全可编程的量子节点,可以在量子网络上发射/吸收/传递/存储量子信息,也可以用作连接多个量子计算机芯片的总线接口。”

该研究部分由 AWS 量子计算中心、美国陆军研究办公室、美国能源部科学办公室国家量子信息科学研究中心、量子优势联合设计中心和美国能源部资助,

2 中国人早就知道: MIT为什么罗马混凝土如此耐用

罗马著名的万神殿拥有世界上最大的无钢筋混凝土圆顶,于公元 128 年落成,至今仍完好无损,一些古罗马渡槽至今仍在为罗马供水。 与此同时,许多现代混凝土结构在几十年后就倒塌了。

研究人员花了数十年时间试图找出这种超耐用古代建筑材料的秘密,尤其是在承受特别恶劣条件的结构中,例如码头、下水道和海堤,或在地震活跃地区建造的结构

发现了包含多种关键自我修复功能的古老混凝土制造策略。

研究人员一直认为古代混凝土耐久性的关键是基于一种成分:火山灰材料,例如来自那不勒斯湾波佐利地区的火山灰

仔细检查,这些古代样品还包含小而独特的毫米级亮白色矿物特征,长期以来,人们一直认为这些矿物是罗马混凝土中无处不在的成分。这些白色块状物,通常被称为“石灰碎屑”,源自石灰,这是古代混凝土混合物的另一个重要成分

这些在现代混凝土配方中是找不到的,那么为什么它们会出现在这些古老的材料中呢?

这项新研究仅被视为草率搅拌实践或劣质原材料的证据,但新研究表明,这些微小的石灰碎屑赋予了混凝土前所未有的自愈能力。

当石灰被掺入罗马混凝土时,它首先与水结合形成一种高反应性的糊状材料,这一过程被称为熟化

通过研究这种古老混凝土的样本,他和他的团队确定白色内含物确实是由各种形式的碳酸钙构成的。

在热混合过程中,石灰碎屑会形成一种特有的脆性纳米颗粒结构,形成一种容易破碎和反应的钙源,正如该团队所建议的那样,它可以提供关键的自我修复功能。

一旦混凝土内开始形成微小裂缝,它们就会优先穿过高表面积的石灰碎屑。然后,这种材料可以与水反应,形成钙饱和溶液,该溶液可以重结晶为碳酸钙并迅速填充裂缝,或与火山灰材料反应以进一步强化复合材料

“想想这些更耐用的混凝土配方不仅可以延长这些材料的使用寿命,还可以提高 3D 打印混凝土配方的耐用性,这令人兴奋,”Masic 说

---- 石灰拌土,做为建筑材料,很多农村人造房子经常这样做,MIT把它弄得更清晰了?

www.science.org/doi/10.1126…