Научный архив: статьи

Обратимость уравнений — необходимое, но недостаточное условие обратимой эволюции. Необратимость — следствие некоммутативности. Из требований к дискретным симметриям найдена композиция альтернативных пропагаторов на неабелевых группах, содержащая необратимость. В замкнутой системе с взаимодействиями, описываемой только обратимыми уравнениями, могут сосуществовать обратимые и необратимые процессы. Найдены геометрическая интерпретация и функционал, который может служить мерой необратимости.

Приведены результаты экспериментального исследования импульсной генерации твердотельного неодимового лазера на кристалле кальций—галлий германиевого граната Са3Gа2Gе3О12:Nd3+ с диодной накачкой, частота F следования импульсов которого изменялась от 3 до 13 кГц при поглощенной мощности накачки от 0,45 до I Вт. Обнаружено, что джиттер периода импульсов генерации лазера зависит от F как 1/Fγ, где γ = 1,3. Получены коэффициенты, определяющие чувствительность длительности и частоты импульсов генерации к изменениям длины резонатора и поглощенной мощности накачки.

Рассмотрен дополнительный источник реликтовых фотонов, обусловленный вакуумным рождением и последующей аннигиляцией векторных W- и Z-бозонов вследствие вакуумной нестабильности, возникающей в результате быстрого изменения их масс в период электрослабого фазового перехода в ранней Вселенной. Предварительные оценки показывают, что этот вклад в плотность фотонов реликтового излучения незначителен.

Предложен новый механизм генерации жесткого рентгеновского излучения (ЖРИ) при взаимодействии атомарных кластеров с интенсивными фемтосекундными лазерными импульсами. Электроны, вылетевшие из кластера в результате внешней ионизации, могут вновь попасть внутрь другого кластера, взаимодействуя с кулоновским полем положительно заряженного кластера, созданным внешней ионизацией. При переходе из непрерывного спектра в основное состояние в этом поле электроны испускают спонтанно фотоны с энергией в несколько килоэлектронвольт.

Experimental verification protocols have been added. Any closed unitary quantum system -from many-body lattice models to quantum-gravity programs that posit a strictly unitary wavefunction of the universe (causal sets, LQG, CDT, string theory, Everettian decoherence) - contains embedded observers who cannot, in principle, fully self-describe the global state or evolve autonomously and unitarily once a generic, non-fine-tuned interaction with the rest of the system has occurred even a single time. The result is locality-independent: the proof rests only on closure, the observer’s embeddedness, and the genericity of the coupling. “Collapse” and apparent irreversibility cease to be separate postulates - they are a provable consequence of embeddedness itself. The theorem additionally establishes a causal boundary -an exact light cone for discrete quantum circuits, an approximate one (with an exponentially small tail) for general local Hamiltonian systems -together with an operational tool for quantifying the two distinct kinds of limitation on an observer’s knowledge: stock (entropy) and flow (channel unitarity). Computational Appendix: https://github. com/SergejMaterov/Embedded_Observer_NoGo

This work introduces the concept of the Fundamental Limit of Quantum Computation (FLQC) - a precision limit of any quantum computing device arising from the discrete structure of spacetime at the Planck scale. The limit cannot be overcome by any technological progress. Consequences for Shor’s algorithm and error correction are discussed, together with a separate, hardware-dependent experimental programme targeting the graph’s noise-Hamiltonian critical temperature T_c (a few mK to tens of mK, set by each device’s own couplings and topology). Numerical simulation phase-resolution test protocol with qiskit: https://github. com/SergejMaterov/FLQC-Protocol

During repeated attempts to derive the observed three-generation flavor hierarchy solely from an exact graph symmetry, every construction either preserved exact multiplet degeneracy or required external symmetry-breaking input. This suggested that the obstruction was intrinsic to symmetry-complete theories rather than to any particular graph construction, motivating the general no-go theorem proved here. A recurring claim across several research programs - discrete flavor-symmetry model building (Aₙ, Sₙ, Δ(27) family symmetries), Froggatt–Nielsen-type charge assignments, and combinatorial or graph-based approaches to emergent spacetime and particle content - is that the observed hierarchy of fermion masses, mixing angles, or analogous multiplet splitting’s can be derived from symmetry considerations alone, without an independently motivated symmetry-breaking sector. We show this is impossible in a precise, model-independent sense. If a theory is defined entirely by a symmetry group S, a covariant representation Γ of S, and dynamics Hₘᴇ covariant under S, then no numerical value can be derived within that theory for the splitting between components of a non-trivial irreducible multiplet of observables, beyond the trivial statement that the splitting is exactly zero when the theory’s distinguished state is S-invariant. If the distinguished state instead spontaneously breaks S, the direction of breaking is undetermined by the theory, and even granting a direction, the typical magnitude of splitting predicted by a symmetry-neutral (Haar-random) prior is O(1) between multiplet components — so any large observed hierarchy is itself evidence of a further, non-symmetry input. The result is an exact operator-level sharpening of Curie’s symmetry principle (1894) via the Wigner–Eckart theorem (1927), together with the standard vacuum-selection problem of spontaneous symmetry breaking (Goldstone 1961; Goldstone, Salam & Weinberg 1962). It applies to any “symmetry-complete” theory - continuum or discrete, field-theoretic or lattice-based and identifies exactly which additional, non-symmetry ingredient any such theory must supply.

[Version 5: An appendix and a table of supported discrete models of quantum gravity have been added. ] Theorem on the Absence of Automatic Linear Dispersion from Discreteness + No Boost Lemma + Observational signature + table of supported theories. This theorem and lemma eliminate two mathematical obstacles often associated with discrete approaches to quantum gravity Discrete models of spacetime are often assumed to generically predict a first-order, energy-dependent (linear-in-E) Lorentz-violating dispersion of high-energy photons, of the kind tightly constrained by gamma-ray burst (GRB) timing observations. We show that this implication does not follow from discreteness alone: it requires an additional, independent structural assumption - namely, that local phase contributions accumulated along propagation are coherently aligned with a fixed, globally preferred frame. In any discrete substrate where the physical metric is emergent and reconstructed (rather than given by a fixed embedding), and where local phase contributions are not long-range correlated, the accumulated phase grows only as the square root of the number of traversed elements, suppressing any linear dispersion signal. This result is structural and substrate-independent: it applies to any discrete model satisfying the stated decorrelation property, and is intended as a general consistency tool for the broader class of emergent-geometry approaches to quantum gravity, not as evidence for any specific model. The theorem does not exclude Lorentz-violating dispersion in all discrete spacetime models; it proves that discreteness alone is insufficient to derive a universal linear dispersion law. The theorem formalizes a necessary-condition requirement: linear Lorentz-violating dispersion is not a generic consequence of discreteness, but requires additional assumptions about microscopic phase coherence.

Статья посвящена анализу принципа дополнительности Нильса Бора, его исторических корней, философского значения и применения в XXI веке. Рассматриваются историко-научные предпосылки возникновения принципа, его эпистемологические и онтологические интерпретации, а также современные области применения, включая философию науки, квантовую биологию, квантовую теорию, искусственный интеллект и этические дилеммы, связанные с технологиями. Особое внимание уделено реляционным интерпретациям квантовой механики, проблеме объяснимости ИИ, а также новым вызовам, связанным с квантовыми технологиями и глобальными экологическими проблемами в 2024–2025 годах. На основе анализа показано, что принцип дополнительности сохраняет и усиливает свою эвристическую, методологическую и этическую значимость в условиях роста сложности научного знания и междисциплинарного взаимодействия. Дополняются выводы о роли принципа в формировании новых парадигм мышления, связанных с неопределенностью и системной взаимосвязанностью.

Статья развивает исследовательскую программу «Quantumograph» (TQGT) (Materov 2026). Центральный тезис онтологический: пространство-время тождественно конечному квантовому графу, тогда как континуальные понятия (метрика, поля, время) строго эмерджентны. Автор показывает, что эта программа обладает избыточным эмпирическим содержанием: её ключевые предсказания проверяются на существующих криогенных квантовых процессорах, что переносит квантовую гравитацию из сферы математической спекуляции в область экспериментально констреинированной науки. Философский анализ выявляет онтологические следствия: поддержку онтического структурного реализма, конституционную конечность Вселенной, динамическую природу времени, а также две фундаментальные теоремы - об отсутствии асимптотического хаоса и о вычислимой редуцируемости. Сравнение со струнной теорией, петлевой квантовой гравитацией и цифровой онтологией Фредкина - Вольфрама - Ллойда позволяет локализовать уникальный статус программы как фальсифицируемого дискретного структурализма.

Текущие исследования по разработке передовых квантовых алгоритмов нацелены на создание набора алгоритмических примитивов, которые могут быть использованы в качестве модулей для различных промышленных рабочих процессов. Цель статьи заключается в рассмотрении различных квантовых алгоритмов для оптимального квантового управления. В работе использовались методы систематического обзора литературы, контент-анализа. Всесторонний поиск осуществлялся в соответствии с рекомендациями PRISMA и проводился в базах Scopus, Web of Science и Google Scholar за период с 2022 по 2025 г. Литература для такого обзора отбиралась в базах данных на основании количества цитирований публикаций, импакт-фактора, индекса Хирша журналов. В практической части исследования использовались методы численного оптимального управления и обучения с подкреплением. В статье представлен обзор исследований современных авторов в области ослабления эффектов шума и декогеренции, анализа ошибок квантовых алгоритмов, а также методов оценки и снижения суммарной погрешности. В процессе исследования в качестве перспективного алгоритма для квантового оптимального управления прорабатываются тепловые ансамбли с целью аппроксимации следа унитарной матрицы. Проводится аналитическая связь между алгоритмом Ахаронова для получения полинома Джонса. Отдельно рассмотрены трехпрядевые косы и их унитарные представления, а также представления на основе тепловых ансамблей. Показана методика измерения математического ожидания фазово-чувствительного оператора обнаружения ансамбля. Доказано преимущество приведенного алгоритма для квантового оптимального управления. Рассмотрен вариационный квантовый алгоритм и его особенности. В работе получены результаты сравнительного анализа наиболее распространенных квантовых алгоритмов оптимального управления. Обозначены пути их усовершенствования с указанием характерных особенностей для каждой модели. Также отмечено, что перспективным направлением дальнейших изысканий является изучение возможностей пересечения областей квантовой механики и машинного обучения, что может привести к созданию новых подходов к управлению квантовыми системами, улучшению существующих алгоритмов.

Цель статьи заключается в рассмотрении особенностей и перспектив реализации параллельного компактного моделирования квантовых схем.

Материалы и методы исследования - модели, методы, алгоритмы и процедуры параллельного синтеза и анализа специализированных логических схем, численные методы решения алгебраических уравнений, группировка, сравнение, абстракция, дедукция.

Результаты: в статье описывается подход к параллельному компактному моделированию квантовых схем, который основан на моделировании равномерно-структурированных гамильтонианов. Отдельный акцент в процессе исследования сделан на изучении того, каким образом параллелизм может ускорить квантовое моделирование. В частности, рассмотрен параллельный квантовый алгоритм для моделирования динамики большого класса гамильтонианов. Кроме того, освещены общие вычислительные аспекты параллелизации с выделением особенностей компактного формата вычислений, который предполагает хранение и вычисление только ненулевых элементов для повышения эффективности моделирования. Для достижения максимальной пропускной способности ввода-вывода предложена техника управления памятью на основе наложения. Отдельный акцент сделан на методах оптимизации параллелизма для ускорения компактного моделирования квантовых схем.

Выводы: стратегия параллельной декомпозиции задач для межзатворных и внутризатворных операций на основе разделенных блоков данных открывает дополнительные возможности оптимизации для моделирования квантовых схем.