Добавить новость
ru24.net
News in English
Март
2022

Using steampunk to explain quantum physics

0

New book uses examples of a genre that blends futuristic technology with Victorian style to explain concepts of revolutionary new science.

What do quantum computers have to do with smog-filled London streets, flying submarines, waistcoats, petticoats, Sherlock Holmesian mysteries, and brass goggles?

A whole lot, according to Nicole Yunger Halpern. Last week, the theoretical physicist joined Jacob Barandes, co-director of graduate studies for physics, to discuss her new book, “Quantum Steampunk: The Physics of Yesterday’s Tomorrow.” In it, Yunger Halpern dissects a new branch of science — quantum thermodynamics, or quantum steampunk as she calls it — by fusing steampunk fiction with nonfiction and Victorian-era thermodynamics (the heat and energy that gets steam engines pumping) with quantum physics. Yunger Halpern presents a whimsical lens through which readers can watch a “scientific revolution that’s happening in real time,” Barandes said, exploring mysteries even Holmes couldn’t hope to solve, such as why time flows in only one direction.

“This fusion of old and new creates a wonderful sense of nostalgia and adventure, romance and exploration,” Yunger Halpern said during a virtual Harvard Science Book Talk presented by the University’s Division of Science, Cabot Science Library, and Harvard Book Store. In steampunk, she continued, “fans dress up in costumes full of top hats and goggles and gears and gather at conventions. What they dream, I have the immense privilege of having the opportunity to live.”

Yunger Halpern, a fellow of the Joint Center for Quantum Information and Computer Science and an adjunct assistant professor at the University of Maryland, uses steampunk, which marries Victorian style and futuristic technology, to introduce readers to the complex and fantastical world of quantum thermodynamics. The new field merges quantum physics, information science, and energy science to study new ways to power cars, charge batteries, encrypt information, and cool quantum computers.

Book cover.

“How can we extend the Victorian theory of thermodynamics from large everyday-type systems, such as steam engines, to small quantum and information-processing systems?” Yunger Halpern asked, and then answered: “We reach back to the past and head to the future.”

To guide their conversation, Barandes focused on Yunger Halpern’s ability to explain dense quantum concepts with whimsy. While “Quantum Steampunk” is mostly nonfiction, Yunger Halpern introduces each chapter with a steampunk-style fictional tale, featuring characters with names like Audrey and Baxter. These aren’t just Victorian-era scientific renegades flying around in dirigibles and tinkering with time machines; they’re the steampunk versions of Alice and Bob — aliases scientists commonly give to quantum particles to make their behaviors easier to describe.

To introduce her field’s many abstract definitions, Yunger Halpern created a menagerie of metaphors. For example, she compares weak quantum measurements — used to examine a quantum system without disturbing it — to a hummingbird “that alights very softly on your shoulder,” Yunger Halpern said.

For the integral concept of entropy, Yunger Halpern relied on yet another bird — Edgar Allan Poe’s raven, to be exact. Entropy is, very simply, a measure of uncertainty. In the very small realm of quantum physics, scientists must disentangle more entropies, or uncertainties, to exert control over quantum particles. In larger systems with more particles, like steam engines, fewer and fewer entropies matter.

“It reminded me of a portion of ‘The Raven,’” Yunger Halpern said, before leaping into a recitation of several stanzas of Poe’s famous poem. “All his dreams, nightmares, fears, and horrors collapsed onto this one raven,” she said. “That is perhaps an out-there way of saying that all of these quantum entropies collapse onto just one in conventional thermodynamics.”

Before asking his next question, Barandes leapt in to pick up where Yunger Halpern left off, reciting another stanza of “The Raven” with almost quantum speed. (“My wife is rolling her eyes,” he said when, at the discussion’s conclusion, Yunger Halpern proposed they partner up on a longer recitation for Poetry Month.)

Barandes also asked Yunger Halpern to speculate about the future of quantum computers and when they might go global. Such machines can do more for less, Yunger Halpern said, meaning they can compute far more complex problems, faster, and with fewer resources than classic computers.

Earlier in her talk, Yunger Halpern showed a photo of a modern-day quantum computer which, like a good steampunk machine, looked like a meticulous web of delicate metals. But that contraption, she explained, was just the computer’s refrigerator; the quantum computer was a tiny, vulnerable chip positioned in the center, like the crown jewels in the Tower of London.

While still a few decades away, Yunger Halpern said quantum computers could decode traffic flows or near-impenetrable encryption. But, she said, “not all problems are well-suited for quantum computers. For instance, I don’t recommend doing your taxes on one.” And while she doesn’t foresee one of these analytical behemoths in every home office, she acknowledged that today’s physicists have made discoveries that the founders of quantum theory thought impossible.

“I really hope,” Yunger Halpern said, “that quantum computers enhance our lives in ways we can’t imagine today.” Or, to borrow from Poe’s Victorian verse she’d recited minutes before: “I stood there … dreaming dreams no mortal ever dared to dream before.”




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus



Спортивные игры в СЛД "Москва-Сортировочная" филиала "Московский"

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: За полгода 14,9 тысячи жителей Московского региона оформили страховую пенсию в автоматическом режиме на портале госуслуг

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: С начала 2024 года 140 тысяч женщин и новорожденных Московского региона получили услуги по родовым сертификатам

Представители «Метровагонмаш-Сервиса» посетили СЛД «Москва-Сортировочная» филиала «Московский» компании «ЛокоТех-Сервис» для обмена опытом


Lena Erziak FW-2024/25 (осень-зима 2024/25) «Меланхолия» в черном цвете

Кухня – рай для бактерий: доктор Кутушов рассказал о скрытых рассадниках микробов

Первая выставка межрегионального проекта «Живописная Россия. По законам жанра» пройдет в Ставрополе

Новая летняя коллекция Khy


Mikel Arteta demands more Arsenal signings as he gives cryptic update on Riccardo Calafiori transfer

Why you should buy physical copies of your favorite books

Exclusive - Sayantani Ghosh expresses happiness as sets of her show Dahej Daasi shifted close to her home; says 'I've been manifesting this for quite some time now'

Suspect arrested for ‘threatening to kill Trump and his VP pick JD Vance’ in Florida days after assassination attempt


Малышу стало плохо — пришлось пересаживать в машину полиции (видео)

Роспотребнадзор сообщил о единичных случаях листериоза в России

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: За полгода 14,9 тысячи жителей Московского региона оформили страховую пенсию в автоматическом режиме на портале госуслуг

HONDA CIVIC TYPE R И TOYOTA GR COROLLA 2023


Conscript is an old school survival horror game where the horror is just that you're in World War 1

According to BioWare, Dragon Age: The Veilguard is the first entry in the series where "the combat's actually fun" and where characters are "intentionally" the focus of the storytelling, which seems pretty unfair on the first three games

Warner Bros acquires MultiVersus devs as it shifts focus to free-to-play

D&D's new 2024 Player's Handbook will have 10 species to choose from including goliaths, and drow will be closer to their Baldur's Gate 3 version



Главный врач клиники микрохирургии глаза АйМед Элина Санторо: что такое катаракта на самом деле

Путин назначил Романа Курынина замглавы МЧС России

22 июля Всемирный день мозга. Отвечаем на популярные вопросы о когнитивных расстройствах 

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: За полгода 14,9 тысячи жителей Московского региона оформили страховую пенсию в автоматическом режиме на портале госуслуг




Названы любимые салаты в разных регионах России

Путину подарили дамасский меч в честь 80-летия отношений с Сирией

В среду на Земле может произойти магнитная буря средней силы

Отрытый конкурс красоты и таланта «Одна на миллион»


Юрист Соловьев: мошенники могут давить на жертву через страх потерять что-либо

Эксперт Кунафин объяснил появление крылатых муравьев в Москве

Разрушая стереотипы. Стоит ли ехать отдыхать на Кавказ

МИД: Россия в ответ на санкции запретила въезд в страну 13 гражданам Японии


Названа причина поражения Хачанова во втором круге Уимблдона

Шнайдер прошла в финал турнира WTA в Будапеште

Синнер не смог вылететь на Олимпиаду в Париж из-за проблем со здоровьем

Рафаэль Надаль проиграл в первом финале тура ATP в преддверии своей последней Олимпиады


Самые яркие номера фестиваля "Идол-2024": фотогалерея

Топ-брокер Левина: в Большом Сити в Москве почти нет студий

Юрист Соловьев: мошенники могут давить на жертву через страх потерять что-либо

«Спасти не удалось»: в Москве обнаружили мертвой сотрудницу РАН Бондаренко


Музыкальные новости

Суд отклонил апелляцию Шнурова на возврат 90 млн рублей за концерт в «Лужниках»

Главред журнала Musicus представит новгородцам лекции о жизни и творчестве Сергея Рахманинова

Релиз трека. Релиз новой песни. Релиз сингла. Релиз Музыкального альбома.

В Гатчине представят оперу «Самсон и Далила» Камиля Сен-Санса



22 июля Всемирный день мозга. Отвечаем на популярные вопросы о когнитивных расстройствах 

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: За полгода 14,9 тысячи жителей Московского региона оформили страховую пенсию в автоматическом режиме на портале госуслуг

Кажетта Ахметжанова: какие цифры в дате рождения отвечают за денежный магнетизм человека

Главный врач клиники микрохирургии глаза АйМед Элина Санторо: что такое катаракта на самом деле


Shaman объяснил, почему выступил у посольства США в Москве

Today's Wordle answer for Saturday, July 20

Собянин: Началось строительство подъездной дороги к станции Кокошкино МЦД-4

Путин включил в Госсовет врио глав девяти регионов


Источник 360.ru: подросток пострадал в ДТП с иномаркой в Москве

Источник 360.ru: на парковке рядом с «Охотным рядом» загорелась Mitsubishi

Обзор Changan CS55 Plus

На автотрассе М-12 Москва – Казань МТС завершила строительство инфраструктуры связи


Посол Сирии в РФ передал в подарок для Путина и Лаврова дамасские мечи

Путин назначил экс-главу Росздравнадзора Москвы Курынина замминистра МЧС России

Путин назначил Романа Курынина замглавы МЧС

Путин назначил Романа Курынина замглавы МЧС России


Врач Болибок: в РФ не ожидается эпидемии листериоза, подобной коронавирусной




Дисбактериоз, Синдром дырявого кишечника и отеки: Кутушов рассказал, как связаны эти проблемы

Кухня – рай для бактерий: доктор Кутушов рассказал о скрытых рассадниках микробов

22 июля Всемирный день мозга. Отвечаем на популярные вопросы о когнитивных расстройствах 

Врач дерматолог-косметолог Мадина Байрамукова: как спасти кожу от солнечных ожогов


В Киеве нашли подозреваемого в сносе исторической усадьбы Зеленских

Туск заявил, что Зеленский жаловался на Орбана

Мэрия Киева заставили застройщика восстановить усадьбу Зеленских

Политолог Зеленков: Зеленский понимает, что Трамп прекратит помогать Киеву


Спортивные игры в СЛД "Москва-Сортировочная" филиала "Московский"

Президент Федерации дзюдо России: «Вся страна поддержала позицию, которую заняли наши спортсмены»

Брутальный стюард из соцсетей работает на рейсе Москва - Благовещенск

Ценные скульптуры отреставрировали в усадьбе Усачевых-Найденовых


«Мы заякорились». Лукашенко призвал найти пути сотрудничества с Евросоюзом



Собянин: Жители районов ВАО получат прямой трамвайный маршрут к Курскому вокзалу

Сергей Собянин: С 2010 года в Москве благоустроены 42 набережные

Собянин: Технопарки помогают развивать научно-промышленный потенциал Москвы

Сергей Собянин. Главное за день


Дачи на побережье Северного Ледовитого океана: к чему приведет глобальное потепление

МТС полностью завершила строительство инфраструктуры связи на автотрассе М-12 «Восток»

Климатолог Терешонок: торможение вращения Земли не повлияет на людей

Станислав Кондрашов Тельф АГ Tokyo Steel вводит инновации в производство экологически чистой стали


Губернатор Воробьев: россияне объединяются вокруг традиционных семейных ценностей

МИД: Россия в ответ на санкции запретила въезд в страну 13 гражданам Японии

Пассажирский причал Сетунь на Воробьевской набережной капитально отремонтировали

Самые яркие номера фестиваля "Идол-2024": фотогалерея


В Архангельской области обнаружили ручную гранату времен Великой Отечественной войны

Спортсмен из сборной Архангельской области стал победителем масс-старте в Малиновке

Сергей Собянин. Главное за день

В Архангельске стартовала Соловецкая регата


Игра-викторина «Хорошо, когда есть рядом верный, бескорыстный друг!» к Международному дню дружбы

Бойцовые собаки чуть не растерзали женщину в Севастополе

«Июльский зной». Цены на «однушки» в Симферополе сильно подогрелись, но не закипели

Выставка-признание «Жизнь как струна».


Ученый допустил появление в Москве шаровых молний из-за частых гроз

МИД: Россия в ответ на санкции запретила въезд в страну 13 гражданам Японии

Эксперт Кунафин объяснил появление крылатых муравьев в Москве

Юрист Соловьев: мошенники могут давить на жертву через страх потерять что-либо












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
Даниил Медведев

Теннисист Медведев получил пятый номер посева на Олимпиаде в Париже






Легкоатлеты из Балашихи взяли золото на Всероссийских соревнованиях

МИД: Россия в ответ на санкции запретила въезд в страну 13 гражданам Японии

В Подмосковье девушка на высоких каблуках сломала ногу в трех местах

Разрушая стереотипы. Стоит ли ехать отдыхать на Кавказ