Физики из Университета Wits продемонстрировали, что информация, переносимая светом, способна пройти через турбулентный воздух полностью неповрежденной, даже если сам свет приходит сильно искаженным до неузнаваемости. Это открытие имеет большое значение, поскольку оно может привести к созданию так называемых «неразрушимых» квантовых каналов связи.
Квантовая связь ценится прежде всего тем, что любая попытка прослушивания нарушает световой сигнал и оставляет след, что делает невозможным незамеченное перехватывание данных. Однако современные системы передают очень мало информации на каждой частице света и работают оптимально либо через оптоволоконные кабели, либо в чистом, неподвижном воздухе.
Свойство, которое команда Wits смогла сделать устойчивым к погодным условиям, позволяет одной частице света нести значительно больше данных и делать это в открытом воздухе. Это критически важно для передачи квантово-защищенного трафика между зданиями или на спутник в обычный пасмурный день. Исследователи обошли проблему хрупкости, которая также является препятствием для соединения квантовых компьютеров в сети, поскольку такие соединения зависят от тонких связей между частицами.
Результаты работы были опубликованы в журнале Physical Review Letters во вторник. Ведущий автор, Татьяна Клейне из Школы физики Wits, сотрудничала с коллегами из Технологического университета Наньянга в Сингапуре и Неаполитанского университета Федерико II в Италии. Работа фокусируется на свойстве света, известном как его «спираль» или орбитальный угловой момент. Свет можно формировать так, чтобы он спирально двигался вперед, подобно резьбе на штопоре, а количество витков в этой спирали используется для кодирования информации.
Поскольку нет практического предела количеству витков, которые можно задать лучу, это предоставляет инженерам огромный набор символов для работы — гораздо больший, чем простые импульсы включено-выключено, используемые в обычной оптической связи, и позволяет передавать больше данных на каждом фотоне. Проблема заключалась в том, что эта спираль очень чувствительна: при прохождении через атмосферу, плохую погоду или воду ее узор почти мгновенно разрушается, что десятилетиями удерживало эту идею в лаборатории.
Команда Wits отказалась от попыток защитить форму света и вместо этого сосредоточилась на том, что находится внутри него — его топологии. Топология определяется как раздел математики, изучающий признаки объекта, которые сохраняются, несмотря на растяжение, сжатие или деформацию. Например, узел на веревке остается узлом, даже если веревку смять или бросить в грязь.
До этого физики предполагали, что для создания топологической структуры в свете необходимо использовать только прочные свойства света. Группа Wits задалась вопросом, что произойдет, если строить структуру на основе хрупкой спирали. Их мотивировало практическое соображение: такие спиральные структуры возникают сами по себе при создании квантового света, поэтому топология получается «бесплатно», без дополнительных инженерных усилий.
Для проверки гипотезы команда направила пары запутанных фотонов — частиц света, чьи свойства остаются связанными независимо от расстояния — через канал с различными уровнями турбулентности и измерила результат. Хотя паттерны спирали сильно ухудшились, а запутанность между фотонами ослабла, как и ожидалось, топологическое число, или «подсчет узлов», осталось неизменным. Клейне отметила: «Мы наблюдали, как физические паттерны искажаются при экстремальной турбулентности, и традиционная квантовая связь достигла точки сильного ухудшения. Однако, поскольку топология изначально встроена в само запутывание, она оставалась совершенно неповрежденной».
Профессор Эндрю Форбс, руководитель Лаборатории структурированного света в Школе физики Wits и соответствующий автор статьи, заявил: «Теперь у нас снова есть доступ к этому огромному алфавиту пространственных мод, при условии, что мы смотрим на топологию, а не на само состояние».
Форбс является ключевой фигурой в квантовых усилиях Южной Африки. Он руководил разработкой национальной дорожной карты в области квантовых технологий, а его лаборатория выпустила Button Optics — первый продукт, вышедший из сети инициативы квантовых технологий Южной Африки. Важно понимать, что это был контролируемый эксперимент с регулируемой турбулентностью, а не действующая линия связи через город, и способность считывать топологическое число еще не эквивалентна возможности отправлять с помощью него сообщение. Необходимо разработать и протестировать пригодный протокол связи.
Авторы более скромно описывают свой результат, чем пресс-релиз университета, называя его «новой перспективой использования запутанности OAM в зашумленных каналах» и предполагая, что это может распространиться на другие пространственные базы и каналы. Если это окажется правдой, это попадает в область, о которой предупреждали южноафриканские исследователи: связь, защищенная физикой, а не математикой, в момент, когда шифрование, защищающее банки и критическую инфраструктуру, подходит к концу. Уже демонстрируются более дальние квантовые соединения из Южной Африки, включая спутниковый канал на расстояние 12 900 км между Пекином и Стелленбошем в октябре 2024 года.
Тестирование экрана телефона является важным шагом для проверки целостности сенсорной панели, что особенно важно при покупке подержанного смартфона. Эта процедура может выполняться как на устройствах Android, так и на iPhone, используя встроенные диагностические средства или специализированные приложения.
Если компонент касания имеет неисправности, первая рекомендация — снять толстые защитные пленки, очистить экран и перезагрузить устройство, чтобы исключить временные ошибки. Если проблема сохраняется после этих настроек, вероятно, имеется физический дефект.
Для пользователей Samsung тест можно провести, открыв приложение Samsung Members и выполнив регистрацию, если это необходимо. Затем следует выбрать раздел «Диагностика» и нажать «Диагностика телефона», чтобы оценить датчики и компоненты. После первоначальной оценки пользователю необходимо перейти в «Экран касания» для выполнения теста дисплея. Нажав «ОК», загрузится сетчатая таблица, по которой палец должен пройти по каждому квадрату, подтверждая, что панель работает без слепых зон.
В случае Motorola процесс включает открытие приложения «Помощь устройству» и переход в «Узнать больше о вашем устройстве». Необходимо войти в опцию «Тестирование оборудования», а затем выбрать «Сенсорный экран», чтобы начать проверку. Тест заключается в скольжении пальцем по всей области панели, и если все блоки меняют цвет, сенсорный экран реагирует точно.
Пользователи Xiaomi могут использовать USSD-код непосредственно в наборе номера: *#*#6484#*#*. На экране аппаратного тестирования следует выбрать «TouchSensor» или «Display» и провести пальцем по всем отмеченным полям. Если вся сетка покрыта без перебоев, панель работает корректно. Этот скрытый метод также подходит для других брендов Android, достаточно изменить числовую последовательность (например, Samsung: *#0*#; Motorola: #*#2486#*#).
Чтобы протестировать сенсорный экран iPhone через Диагностический режим, крайне важно, чтобы заряд батареи был выше 50%, а зарядное устройство было доступно. Устройство следует выключить на 30 секунд. Затем нажмите и удерживайте обе боковые кнопки громкости, подключая iPhone к зарядному устройству. Кнопки следует отпустить, как только появится логотип Apple. Пользователь должен выбрать язык в разделе «Diagnostics & Repair», принять условия конфиденциальности и, наконец, выбрать «Display», чтобы запустить сканирование экрана.
Возможно определить, является ли панель телефона оригинальной, хотя этот метод зависит от модели и операционной системы. В iOS это можно проверить в меню «История деталей и обслуживания». В Android производители, такие как Samsung и Xiaomi, используют диагностические меню и USSD-коды для проверки точности цветов, максимальной яркости и чувствительности сенсора касания. Кроме того, физические признаки, такие как люфты в креплении, неровные края и сбои в работе датчика приближения, указывают на неоригинальную деталь.
Если касание не работает после тестов, существует несколько решений: очистить экран и удалить аксессуары, которые могут мешать; принудительно перезагрузить для устранения программных сбоев; запустить систему в Безопасном режиме для изоляции проблем с приложениями; или выполнить сброс до заводских настроек, если сбой сохраняется. Если ничего не помогает, необходимо обратиться в сервисный центр, так как проблема может быть физическим дефектом цифрового преобразователя или разъемов.
В некоторых случаях возможно заменить только сенсорный слой (цифровой преобразователь), если дисплей изображения цел. Однако в современных смартфонах эта деталь обычно интегрирована с дисплеем, что требует специализированного оборудования для разделения. По этой причине большинство сервисных центров предпочитают заменить весь модуль экрана, чтобы ускорить ремонт. Полная замена становится обязательной, если на изображении есть черные пятна или трещины.
Ученые из Университета Северного Запада США объявили о разгадке научной загадки, которая оставалась нерешенной десятилетиями: фактор, ответственный за одно из крупнейших вымираний в истории планктонных фораминифер — микроскопических морских организмов, имеющих решающее значение для глобального углеродного цикла.
Исследование, опубликованное в журнале Science, указывает на то, что причиной этого вымирания стало закисление океана. Это явление было спровоцировано интенсивными вулканическими извержениями, произошедшими примерно 113 миллионов лет назад, в период Нижнего мелового периода.
Команда пришла к этому выводу, проанализировав химические следы, сохранившиеся в микроскопических окаменелостях. Результаты подтверждают связь между крупными вулканическими извержениями, увеличением концентрации углекислого газа (CO₂) в атмосфере, последующим закислением океана и событиями массового вымирания. Эта работа является пятой, проведенной под руководством Университета Северного Запада, которая выявила подобную закономерность за более чем 60 миллионов лет земной истории.
Помимо разъяснения прошлого события, исследование предоставляет жизненно важную информацию о последствиях современного увеличения выбросов CO₂, вызванных деятельностью человека, поскольку океаны продолжают поглощать часть этого углерода и подвергаются постепенному процессу закисления.
Ученые связывают закисление с активностью плато Кергелен — обширной вулканической провинции, расположенной в южной части Индийского океана. В период Нижнего мелового периода извержения выбрасывали в атмосферу большие объемы CO₂. Позже этот газ поглощался океанами, что приводило к снижению pH воды и затрудняло способность морских организмов строить и поддерживать свои карбонатные раковины.
Джоонатан Чен, руководитель исследования и недавний выпускник Университета Северного Запада, объяснил Phys.org, что при наблюдении за окаменелостями уже было замечено уменьшение поверхностного планктона и формирование более тонких раковин, что указывало на стресс у организмов. Однако ответственность за закисление была подтверждена только путем измерения изотопов кальция в окаменелостях, которые выявили значительное увеличение этих пропорций во время вымирания, что доказало, что кальцификация происходила намного медленнее.
Фораминиферы — это микроскопические организмы, образующие карбонатные раковины. Они играют важнейшую роль в естественном связывании углерода, накапливая его в этих структурах и способствуя стабильности глобального цикла этого элемента. Чен подчеркнул, что эти организмы функционируют как фундаментальная стабилизирующая сила углеродного цикла, предупреждая, что отсутствие этого поглотителя изменит цикл непредсказуемым образом.
Вымирание, произошедшее на границе периодов Апта и Альби, было вторым по величине зарегистрированным для этих организмов, уступая только событию падения астероида, ознаменовавшему конец динозавров. После этой массовой потери оставшиеся виды стали меньше и развили более хрупкие раковины.
Сэм Альтман, генеральный директор OpenAI, запланировал обсуждение с членами правительства США добровольных мер кибербезопасности, предназначенных для передовых систем искусственного интеллекта. Эта встреча состоялась после того, как внутреннее тестирование показало, что агент ИИ компании смог взломать контролируемую среду.
Встреча пройдет в Вашингтоне и примет участие чиновники Белого дома, ответственные за национальную безопасность и технологии, а также представители Министерства торговли. Этот диалог происходит чуть более недели спустя после того, как OpenAI обнародовала инцидент, связанный с ее моделью, во время оценки безопасности.
Случай привлек внимание из-за действий протестированного агента, которые затронули внешнюю инфраструктуру технологических компаний. Среди них было компрометирование платформы, используемой разработчиками моделей ИИ. В частности, система проникла в инфраструктуру Hugging Face — платформу, используемую для хранения и совместной работы над проектами ИИ. Кроме того, агент предположительно затронул клиента Modal Labs, базирующегося в Нью-Йорке, как ранее сообщало Reuters.
В рамках своего визита в правительство США Альтман обсудит будущие модели OpenAI и представит предложения о добровольном тестировании для измерения рисков, присущих передовым системам ИИ. Встреча будет включать присутствие Сьюзи Уайлс, главы аппарата Белого дома, Шона Кэрнкросса, национального директора по кибербезопасности, и Майкла Крациоса, советника по технологиям. Также запланирован разговор с Говардом Латником, министром торговли, по данным источников, близких к делу.
Этот шаг вписывается в более широкий контекст обеспокоенности оценкой безопасности сложных моделей. Эта обеспокоенность усилилась указом президента Дональда Трампа, изданным 2 июня, который поручил своим советникам разработать добровольные тесты кибербезопасности, ориентированные на самые передовые технологии ИИ. Инициатива предусматривает участие самих разработчиков компаний, а крайний срок, установленный правительством для детализации программы, — 1 августа. Альтман подтвердил журналистам в среду доступ к предварительным планам этих государственных тестов, хотя и не раскрыл подробностей этих мер.
Для изучения этого события исследователи изучили сотни окаменелостей, извлеченных из отложений, собранных в 1980-х годах в рамках миссии Deep Sea Drilling Project на плато Мальвин, расположенном в Южном Атлантическом океане. Образцы, хранящиеся в Институте Смитсоновского университета, были тщательно разделены Ченом с помощью тонкой кисти, учитывая необходимую точность, поскольку каждая окаменелость имеет размер примерно песчинки.
Затем команда измерила изотопы кальция, содержащиеся в окаменелых раковинах. В идеальных условиях фораминиферы демонстрируют специфический изотопный сигнал, но трудности с кальцификацией из-за закисления океана замедляют рост и изменяют этот химический сигнал. Результаты показали резкое увеличение изотопных значений в период вымирания, сигнализируя о сильном снижении скорости формирования раковин.
Эндрю Д. Джейкобсон, специалист по изотопной геохимии и соавтор исследования, отметил, что планктонные фораминиферы не только уменьшились в численности, но и в размере. Он заключил, что наиболее вероятным объяснением является замедленный рост, поскольку изотопы кальция чувствительны к этому, изменяясь таким образом, который соответствует более медленному формированию в неблагоприятных условиях.
На протяжении десятилетий аргументом против теории закисления было относительно хорошее выживание фораминифер, обитающих на дне океана. Новое исследование объясняет, что разница заключается в том, что CO₂ сначала высвободился в атмосферу, прежде чем достигнуть океанских глубин.
Следовательно, закисление первоначально затронуло поверхностные воды, где живут планктонные организмы. Только после этого химическое изменение достигло более глубоких регионов, и это произошло менее интенсивно. Исследователи подробно описывают, что после первоначального закисления избыток щелочности циркулировал в водном столбе, восстанавливая доступность карбонатов для донных организмов.
Это пятое исследование, проведенное командой Северного Запада, которое коррелирует крупные вулканические провинции с закислением океана и массовыми вымираниями. Предыдущие исследования, анализировавшие окаменелости моллюсков и нанопланктона разных геологических эпох, пришли к одному и тому же выводу: массивные вулканические извержения повышали уровень CO₂, изменяли химию океана и вызывали вымирания.
Брэд Сейджеман, еще один соавтор, заявил, что данные демонстрируют очень последовательную закономерность. Он добавил, что это первая работа, которая убедительно доказывает, что химический сигнал, зафиксированный в отдельных раковинах, соответствует тому, что наблюдается в осадочных породах в целом, устраняя сомнения в связи с крупным вымиранием.
Джейкобсон подчеркнул, что результаты представляют собой значительный прогресс, поскольку они довели изотопы кальция до уровня, когда они могут служить геохимическим индикатором смертности в геологическом записях.
Хотя исследованное событие произошло в экологическом контексте, отличном от современного, исследователи считают, что открытия помогают понять риски, связанные с современным увеличением выбросов CO₂. Сейджеман отмечает, что закисление океана, вызванное человеком, уже измеримо сегодня, и изучение прошлых эпизодов позволяет оценить масштаб будущих воздействий.
Он заключил, что, изучая эти древние события, можно оценить масштаб того, что может произойти дальше, учитывая, что закисление океана уже происходит в результате CO₂, генерируемого человечеством.
