Powered by Invision Power Board

Страницы: (4) 1 2 [3] 4   ( Перейти к первому непрочитанному сообщению ) Reply to this topicStart new topicStart Poll

> Изобретения
Starboy
Отправлено: Окт 27 2016, 08:35
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 8423
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Создан новый тип носителя информации
07:02, 27 октября 2016
https://lenta.ru/news/2016/10/27/diamond/

Американские физики предложили новый компактный носитель информации. Исследование опубликовано в журнале Science Advances, кратко о нем сообщает издание EurekAlert!
user posted image
Физики создали трехмерный алмазный чип, в котором для хранения памяти используются азото-замещенные вакансии — один из дефектов кристаллической решетки, возникающий при удалении атома углерода и его замене на атом азота.
Это открывает широкие возможности для манипулирования спинами атомов азота, что авторами использовалось для записи информации, осуществляемой при помощи лазера.
В отличие от дисковых носителей информации формата DVD и Blu-Ray, физикам, по их словам, удалось обойти затруднение, связанное с ограничением плотности записываемой информации, налагаемым объемом носителя.
Плотность размещаемой информации на прототипе оказалась в сотни тысяч раз выше, чем на Blu-Ray. Кроме того, авторы заявляют о неограниченном числе раз, когда информация на чипе может перезаписываться.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Окт 27 2016, 19:09
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 8423
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Физики из России превратили квантовый бит в "светофор" для света
https://ria.ru/science/20161027/1480116869.html

МОСКВА, 27 окт – РИА Новости. Ученые из МФТИ и зарубежных институтов превратили кубит, элементарную ячейку квантового компьютера, в своеобразный "светофор" для частиц света, что позволило им создать очень надежный излучатель одиночных фотонов, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
user posted image
"Единичный фотон невозможно перехватить, не изменив его состояние, поэтому применение данного источника в квантовых системах передачи данных обеспечит абсолютно безопасную передачу данных. Кроме того, он может использоваться в квантовых симуляторах, моделирующих сложные квантово-механические системы, и для изучения фундаментальных взаимодействий между фотонами и веществом", — рассказывает Олег Астафьев из Московского Физтеха в Долгопрудном, чьи слова передает пресс-служба вуза.
Астафьев, сотрудники его лаборатории и зарубежные коллеги уже долгое время работают над созданием кубитов на базе сверхпроводниковых материалов и так называемых переходов или контактов Джозефсона, представляющих собой два кусочка сверхпроводника, разделенных тонким слоем изолирующего материала.
Кубиты, построенные из нескольких джозефсоновских контактов, ведут себя как атомы. Они могут находиться в основном и возбужденном состоянии, излучать и поглощать фотоны. Эти кубиты могут быть созданы с помощью существующих методов литографии, на которых основано современное производство микросхем.
Подобные кубиты, как показали последние эксперименты команды Астафьева, можно использовать в качестве своеобразного "шлагбаума" для частиц света, превращающих ячейку памяти квантового компьютера в очень надежный и удобный для работы однофотонный излучатель света.
Как объясняют ученые, однофотонные лазеры и излучатели света представляют собой сегодня достаточно сложные и громоздкие конструкции, состоящие из множества компонентов, необходимых для того, чтобы заставить вырабатываемые ими частицы света двигаться в нужную сторону небольшими порциями по одному или двум фотонам.
Главная проблема при их создании заключается в том, что фотоны крайне редко ведут себя "послушно" и рождающиеся частицы света обычно летят в произвольных направлениях, а не только в сторону "выхода" из излучателя, что усложняет конструкцию излучателей и не дает им работать в "чистом" однофотонном режиме.
Астафьев и его коллеги решили эту проблему остроумным способом – они заметили, что кубит, размещенный между двумя микроволновыми световодами, будет поглощать только часть фотонов, "бомбардирующих" его, поглощать и переизлучать их в одну определенную сторону. Это будет происходить только в том случае, если кубит будет расположен между ними ассиметрично, заметно ближе к световоду, играющему роль "выхода", чем к "входу".
Свойства подобных одиночных фотонов, как показали эксперименты российских и зарубежных физиков, будут зависеть от того, что содержится в кубите, что позволяет гибко управлять работой такого излучателя, манипулируя кубитом при помощи магнитных полей.
Это необычное свойство сверхпроводящих кубитов позволяет заметно упростить устройство однофотонных излучателей света, улучшить эффективность их работы и достичь рекордно высоких КПД, превышающих 65%. Способность работать в широком спектре длин волн и высокая эффективность, как считает Астафьев, поможет этому излучателю стать основой для квантовых компьютеров и световых систем передачи данных будущего.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Окт 31 2016, 13:08
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 8423
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Исследователи создали первый «мост», способный объединить множество квантовых компьютеров
26 Октября 2016 в 20:30
http://hi-news.ru/computers/issledovateli-...ompyuterov.html

Мощные современные суперкомпьютеры состоят из обычных компьютеров и для увеличения производительности соединены между собой так называемыми «интерконнекторами». Несмотря на то, что до изобретения «обычного» сложно устроенного квантового компьютера еще далеко, ученые уже задумываются о том, как соединять их в сверхмощные машины. И совсем недавно исследователи из Гарвардского университета и лаборатории Sandia создали «мост» для соединения квантовых компьютеров в единую вычислительную систему.
На данный момент существующие квантовые вычислительные машины обладают крайне малым потенциалом и могут выполнять лишь простейшие задачи. К таким машинам, к примеру, относится Quantum Experience. Этот один из самых продвинутых на сегодняшний день квантовых компьютеров, может выполнять лишь одно действие за поток, а все попытки создать «многопоточный» компьютер успехом не увенчались. Тут-то ученые и подумали, что можно использовать несколько машин «как одну». Как утверждает ученый лаборатории Sandia Райан Камачо,
«Люди уже достаточно давно создали простейшие квантовые компьютеры. И вполне вероятно, что следующим этапом будет не создание одного большого и мощного квантового компьютера, а целой системы, состоящей из связанных друг с другом простых квантовых компьютеров. Для того чтобы связать квантовые компьютеры в единое целое, требуется мост, способный разделить квантовую информацию между несколькими устройствами. Другими словами, этот мост должен сделать так, чтобы все атомы, содержащиеся в системе, вели себя так, словно они являются одним-единственным атомом».
Две группы исследователей пытаются добиться этого слегка элегантным способом: с помощью установки ионной имплантации в кристаллической решетке алмазного соединения атом углерода был заменен на атом кремния. Таким образом, больший по размерам атом кремния «раздвинул» границы вокруг себя, создав своего рода буферную зону. Эта зона, во-первых, действует как изолятор, а во-вторых, создает внутри себя вакуум. Для чего все это нужно?
Дело в том, что при пропускании через такое соединение пучка фотонов все атомы кремния приходят в возбужденное состояние, их электроны переходят на более высокие энергетические орбиты. Затем, когда электроны возвращаются в прежнее состояние, они начинают испускать фотоны в таком же состоянии, как и те частицы, что привели в действие изначальную реакцию.
«Первое, что нам удалось сделать, так это поместить атомы кремния в строго заданные места кристаллической решетки, расположенные гораздо ниже уровня поверхности. Теперь мы уже имеем возможность создать тысячи таких «кремниевых дефектов», которые будут расположены в строгом порядке. Если раньше мы должны были суметь выделить фотоны от одного из тысячи беспорядочно разбросанных источников света, то сейчас мы можем точно сказать, каким атомом кремния был излучен любой из фотонов», — поясняет Райан Камачо.
При условии успешного прохождения тестовых испытаний такая упорядоченная система может стать мостом, который объединит в единое целое огромное количество квантовых компьютеров, что сумеет дать невероятно быстрые вычислительные скорости.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Ноя 3 2016, 20:09
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 8423
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Российские физики "сплели" из нанотрубок космически прочный материал
https://ria.ru/science/20161103/1480639034.html

МОСКВА, 3 ноя – РИА Новости. Ученые из России разработали технологию, которая позволяет "сшивать" многослойные углеродные нанотрубки и создавать на их базе сверхпрочные материалы, способные выдерживать космические нагрузки, говорится в статье, опубликованной в журнале Applied Physics Letters.
"На образование связей между нанотрубками расходуется внешняя оболочка, в то время как внутренние слои оказываются незатронутыми. Это позволяет сохранить уникальную прочность исходных нанотрубок", — раскрывает секрет создания материала Михаил Попов из Московского физико-технического института, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Как отмечает Попов и его коллеги, данный материал может быть полезен там, где критически важна прочность и целостность даже в экстремальных условиях, к примеру, в аэрокосмической отрасли.
С момента открытия углеродных нанотрубок в 1991 году им прочили большое будущее в современной промышленности. Они обладают множеством полезных свойств — хорошей электро- и теплопроводностью, высокой прочностью и механической устойчивостью. Первые же эксперименты показали, что нанотрубки крайне сложно применять на практике из-за их малых размеров и сложностей в соединении и сплетении в единые волокна.
Российские физики решили эту задачу, проследив за тем, что происходит с нанотрубками при больших давлениях. Для этого они использовали компьютерное моделирование и реальные физические эксперименты.
К большой неожиданности ученых, многослойные нанотрубки, которые раньше считались менее перспективным материалом, чем их однослойные кузины, крайне необычным образом реагируют на давления. Они выдерживают сжатие до значений, превышающих давление в Марианской впадине в сотни и тысячи раз.
Более того, оказалось, что если эти нанотрубки будут касаться друг друга и сдвигаться относительно друг друга при сжатии, то тогда они будут в буквальном смысле "спаиваться", образуя прочные межатомные ковалентные связи в той точке, где трубки "терлись" друг об друга.
После того, как давление возвращается к нормальным значениям, трубки восстанавливают свою форму благодаря двуслойной структуре, и в результате получается более длинная и прочная наноуглеродная нить.
Последовательно склеивая нити подобным образом, можно получить сверхпрочную ткань и более плотные материалы, которые будут обладать прочностью, аналогичной этому показателю для одиночных нанотрубок, и превосходить по прочности и легкости самые лучшие сорта авиационных и космических сплавов и материалов.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Ноя 15 2016, 16:58
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 8423
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Российские физики приблизились к созданию светового компьютера
https://ria.ru/science/20161115/1481383547.html

МОСКВА, 15 ноя – РИА Новости. Физики из России и их американские коллеги разработали новый тип световых наноантенн, которые могут направлять свет в произвольном направлении, что позволяет использовать их в качестве основы для световых компьютеров и сверхбыстрых систем связи, говорится в статье, опубликованной в журнале Laser & Photonics Reviews.
"Существующие оптические наноантенны позволяют управлять светом в достаточно широких пределах. Однако это умение обычно бывает зашито в их геометрии и материалах, из которых сделана антенна, и простое изменение этих характеристик невозможно. Наша наноантенна позволяет динамически управлять ее свойствами. Когда вы светите на нее слабым импульсом — получаете один результат, а с сильным лазерным импульсом получаете совершенно другое поведение!", — заявил Денис Баранов, один из авторов работы из Московского Физтеха, чьи слова цитирует пресс-служба вуза.
Данная наноантенна, как рассказывает Баранов, является логическим продолжением и конечным результатом недавних экспериментов российских ученых из МФТИ и Университета ИТМО, в рамках которых они создали необычные наночастицы из кремния, обладающие нелинейными оптическими свойствами.
Эти наноструктуры, похожие по своему устройству на полые шарики из кремния, взаимодействуют со светом крайне необычным образом, заставляя его менять направление движения в зависимости от его интенсивности и других физических свойств.
Когда на такой "шарик" падает свет, дальнейшая его судьба зависит от его собственных свойств и того, как ведет себя так называемая электронная плазма внутри этой наночастицы, возникающая при поглощении энергии света кремнием. Свойства этой плазмы можно менять при помощи коротких и мощных импульсов света, что позволяет "переключать" свойства наноантенн и заставлять их иным образом взаимодействовать с более слабым светом в режим практически реального времени.
В первых экспериментах Баранову и его соратникам удалось научиться рассеивать свет вперед или назад, а сейчас они разработали методику, которая позволяет поворачивать световой поток в произвольном направлении в зависимости интенсивности света. Этого удалось добиться, расположив два кремниевых "шарика" разных размеров близко друг к другу, отдалив их на четко выверенное расстояние.
По словам ученых, подобные антенны не только необходимы для создания оптических транзисторов и вычислительных приборов, но и помогут нам ускорить передачу информации в оптоволоконных сетях, "склеивая" и разделяя сигналы при их поступлении в устройство передачи и обработки данных. Как отмечают ученые, их прибор позволит достигнуть скорости в 250 гигабит в секунду, что в разы выше, чем работают современные сверхбыстрые системы связи.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Дек 3 2016, 18:56
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 8423
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




В России научились получать ядерное топливо с помощью электрического тока
http://tass.ru/nauka/3834044

ВЛАДИВОСТОК, 2 декабря. /Корр. ТАСС Марина Шатилова/. Ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) разработали новый метод получения ядерного топлива с помощью электрического тока. Он отличается низкой себестоимостью, увеличением скорости производства и лучшим качеством продукции, сообщает пресс-служба ДВФУ со ссылкой на директора Академического департамента ядерных технологий Школы естественных наук университета, члена-корреспондента РАН Ивана Тананаева.
"Ключевой идеей нашего метода является нагрев с помощью электрического тока, пропускаемого через пресс-форму с размещенным в ней порошком. В этих условиях на уран-оксидное топливо одновременно воздействуют мощный импульсный разряд и механическое давление",- приводит пресс-служба слова Тананаева.
По словам ученого, главным достоинством метода являются увеличение скорости производства и повышение качества продукта. Топливо удается получить даже из порошка диоксида урана, который не пригоден для стандартной технологии. "С его помощью (нового метода - прим. ТАСС) можно получать высококачественные образцы топлива, в том числе для реакторов на быстрых нейтронах", - сказал Тананаев.
Как отмечают в ДВФУ, разработанным методом уже заинтересовались на единственном в России предприятии, которое занимается переработкой ядерного топлива - объединении "Маяк". В настоящее время рассматривается вопрос о создании опытной промышленной установки для внедрения нового метода в производство.
В настоящее время основным видом топлива для ядерных реакторов являются таблетированные уран-оксидные композиции. Их получают из порошка путем грануляции, прессования и спекания с последующим контролем качества и размера таблеток.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Янв 4 2017, 15:47
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 8423
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Российские физики нашли способ заменить батарейки микродвигателями внутреннего сгорания
1 Января 2017 в 14:00
http://hi-news.ru/technology/rossijskie-fi...-sgoraniya.html

Учёные из РАН опубликовали новую статью в журнале Scientific Reports, в которой описан способ изготовления микроскопического двигателя внутреннего сгорания, способный уместиться в смартфон, ноутбук и даже медицинский микрочип.
«Для ноутбуков и прочих мобильных устройств мы используем электрохимические батареи, в которых запасено энергии в десятки раз меньше, чем в любом автомобильном топливе того же объема. Почему же мы не применяем микродвигатели внутреннего сгорания для гаджетов? Фундаментальная проблема в том, что реакции горении гаснут в малых объемах из-за быстрого ухода тепла. В нашем проекте мы предлагаем решение этой проблемы», – рассказывает Виталий Световой из Физико-технологического института РАН в Ярославле.
Одним из наиболее вероятных вариантов замены привычных щелочных и литий-ионных батарей могут стать топливные аналоги батарей и аккумуляторов. До недавних пор главной проблемой, не позволявшей реализовать эту задумку, были габариты. Ведь двигатель внутреннего сгорания, даже самый маленький, должен иметь хоть несколько кубических сантиметров объёма, что довольно много для миниатюрного электронного устройства.
Недавно исследователи заметили: если через воду пропускать ток с постоянно меняющейся полярностью, это формирует смесь из мельчайших пузырьков из смеси кислорода и водорода. Если «переключения» электродов происходят с определённой частотой, смесь загорается, при этом формируются молекулы воды. Пузырьки очень маленькие, поэтому увидеть процесс воочию не получится, зато его можно услышать, ведь сгорание пузырьков сопровождается «щелчками».
Сгорание любого топлива создаёт тепло и давление, при этом нагрев двигателя обычно только мешает работе. Исследователи считали, что энергия сгорающего топлива в таких маленьких пузырьках уходит только в тепло, но новые расчёты физиков доказывают, что это не совсем так, и во время «взрыва» образуется небольшое количество энергии, которое можно использовать для производства электричества.
user posted image
«Конечная цель нашего проекта — создание компактного, но обладающего достаточной удельной мощностью микронасоса, который может служить двигателем, например, для анализа крови на микрочипах. Не в каждом медицинском кабинете или в полевых условиях имеется компрессор, позволяющий нагнетать давление. Энергию взрыва пузырьков в рабочей камере насоса можно использовать для толкания жидкости по микроканалам», – делятся учёные своими планами на будущее.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Май 22 2017, 18:59
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 8423
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Начались испытания стратосферного электросамолета SolarStratos
10 Мая 2017 в 19:30
https://hi-news.ru/technology/nachalis-ispy...larstratos.html

Швейцарские разработчики из SolarStratos приступили к испытаниям солнечного самолёта, предназначенного для полётов в стратосфере. Первый полёт прошёл на высоте в 300 метров и продлился около семи минут.
user posted image
На крыльях самолёта размещены солнечные батареи, которые вырабатывают энергию для двигателя на 32 кВт и попутно заряжают литий-ионный аккумулятор на 20 кВт. Размах крыльев SolarStratos составляет примерно 25 метров, длина — 8,5 метров, а весит он немногим больше 450 килограмм.
Для облегчения конструкции кабина самолёта не утеплена и не загерметизирована, поэтому пилоты будут летать на нём в специальных скафандрах, способных выдерживать температуры до минус 56 градусов.
Подъём на высоту в 24 тысячи метров займёт у самолёта около двух часов. По информации разработчиков, полноценно летать самолёт сможет уже в 2019 году, а до этих пор ему предстоит пройти ещё целый ряд испытаний и доработок конструкции.
Несмотря на то, что запуск SolarStratos будет обходиться в 10 миллионов долларов, разработчики уверены в том, что такие самолёты будут востребованы в будущем — полёты к границе космоса позволят проводить исследования и развлекать туристов.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Июн 29 2017, 18:09
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 8423
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Физики из Канады и России создают многомерный квантовый компьютер
https://ria.ru/science/20170628/1497461077.html

МОСКВА, 28 июн — РИА Новости. Физики из России и Канады создали первый кремниевый чип, способный и хранить в себе, и манипулировать многомерными кубитами, элементарными ячейками квантовой памяти, что позволит упростить архитектуру квантовых компьютеров и ускорить их создание, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.
"На данный момент мы научились управлять десятью частотами. В системе из двух фотонов это обеспечило стомерность квантовых состояний. Повышая точность изготовления резонатора и электроники, отвечающей за разложение спектра, можно будет работать почти с сотней различных цветов. Именно такая тонкая настройка позволит нарастить число квантовых состояний системы", — рассказывает Роберто Морандотти (Roberto Morandotti), профессор Университета ИТМО в Санкт-Петербурге.
Кубиты представляют собой одновременно ячейки памяти и вычислительные модули квантового компьютера, которые могут хранить в себе и логический ноль, и единицу благодаря законам квантовой физики. Объединение нескольких кубитов в вычислительную систему позволяет очень быстро решать математические или физические задачи, поиск ответа на которые при помощи перебора заняло бы время, сопоставимое со сроками жизни Вселенной.
Как рассказал РИА "Новости" Алексей Устинов, один из ведущих ученых Российского квантового центра, физики быстро научились изготавливать одиночные кубиты, способные жить достаточно долго для ведения вычислений. С другой стороны, попытки объединить несколько кубитов сталкиваются с большими трудностями из-за того, что записать и считать данные из них не так просто, как изначально казалось.
По этой причине многие ученые, в том числе и ряд физиков из России, идут иным путем — они не соединяют несколько кубитов в единую сеть, а пытаются "утрамбовать" большое количество ячеек квантовой информации внутри одного кубита. Условно говоря, такие кубиты, которые ученые называют кудитами или кутритами, могут хранить в себе не один спектр значений, а два, три или даже больше.
Морандотти и его коллеги из зарубежных вузов и научных учреждений нашли радикальное решение этой проблемы, создав чип, позволяющий "утрамбовывать" практически неограниченное количество квантовых данных в пары запутанных фотонов и считывать их при необходимости.
Этот чип, как рассказывают ученые, представляет собой микрорезонатор — полое кремниевое кольцо, внутри которого свет будет двигаться по кругу, отражаясь от стенок. Чип можно построить таким образом, что определенные импульсы будут усиливаться, а другие — гаситься, что и позволяет получать лазерные импульсы с "гребенчатым" спектром, который удобно использовать для кодирования отдельных ячеек памяти.
Благодаря этому количество значений, кодируемых в подобном световом кубите, будет зависеть только от того, насколько точно приборы смогут видеть эту световую "расческу" и различать ее отдельные "зубья".
Помимо создания квантовых компьютеров, подобные резонаторы и системы кодирования сигнала можно применять и для других целей — передачи запутанных фотонов на большие расстояния и работы сверхточных квантовых линеек. В качестве демонстрации ученые выработали пары запутанных фотонов и передали их на расстояние в 24 километра, используя обычное оптическое волокно.
Главной проблемой подобных многоуровневых кубитов, как признают физики, является то, что частицы света могут периодически теряться при передаче на большие расстояния, что накладывает жесткие ограничения на максимальное число частиц, способных одновременно участвовать в вычислениях. С другой стороны, данная проблема нивелируется тем, что ученые теперь могут обходить это ограничение, повышая уровень многомерности кубитов.
"Объединив на одном чипе генерацию многомерных запутанных фотонов с их сверхбыстрой обработкой, мы показали, что квантовыми системами можно управлять посредством стандартных телекоммуникационных элементов, таких как модуляторы и частотные фильтры. Это упростит развитие и распространение технологии", — заключает Хосе Азана (Jose Azana), коллега Морандотти по Национальному исследовательскому научному институту Канады в Квебеке.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Июл 17 2017, 17:03
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 8423
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Физик из Google: мы близки к созданию "рабочего" квантового компьютера
https://ria.ru/science/20170717/1498588284.html

МОСКВА, 17 июл – РИА Новости. Джон Мартинис, ведущий квантовый технолог Google, рассказал о создании в его лаборатории сверхмощного квантового компьютера, работу которого будет невозможно проверить при помощи обычных компьютеров, и делится мыслями о том, будут ли подобные машины угрожать военным и государственным секретам.
На этой неделе в Москве прошла четвертая международная конференция по квантовым технологиям ICQT 2017, организатором которой выступает Российский квантовый центр. Ведущие физики мира, занимающиеся разработкой квантовых компьютеров, технологий квантовой криптографии и систем безопасной передачи данных, представили в ее рамках главные открытия и достижения в этих областях за последние годы.
Профессор Мартинис рассказал на этой конференции о том, как сегодня Google и сотрудники его лаборатории движутся в сторону так называемого "квантового превосходства" – создания вычислительной системы на базе квантовых битов, кубитов, работу которой будет невозможно просчитать при помощи обычного компьютера за время, меньшее чем срок жизни Вселенной.
— Джон, СМИ часто заявляют, что вы очень близки к созданию полноценной квантовой вычислительной системы. Что изменится лично для вас и для мира в целом после ее выхода на рынок?
— На самом деле, подобная формулировка на текущий момент является небольшим, но преувеличением. На мой взгляд, полноценный квантовый компьютер должен не просто работать, а приносить какую-то практическую пользу. В этом смысле мы пока еще не готовы решить эту задачу.
С другой стороны, сейчас мы готовимся и уже работаем над созданием реально мощной вычислительной системы. Сначала нам хотелось бы решить задачу "квантового превосходства", доказав, что квантовые компьютеры действительно могут решать "нерешаемые" задачи, и потом мы начнем думать над тем, как можно его использовать на практике.
Эти опыты, как мы надеемся, помогут нам продемонстрировать мощь квантовых вычислительных систем и их способность получать правильные ответы на очень сложные вопросы. Если у нас все получится, то у нас появится возможность за секунду получать ответы на те задачи, которые самые мощные обычные суперкомпьютеры решают за дни или недели.
— Как вы собираетесь проверить подобный компьютер, если его работу нельзя будет просчитать при помощи классических вычислительных систем?
— Конечно, с формальной точки зрения, сделать это нельзя, но подобную проверку не обязательно осуществлять путем полного прочитывания того, что происходит внутри квантового компьютера.
Нам просто нужно убедиться, что параллельные вычисления внутри компьютера действительно происходят, и что его мощность корректным образом увеличивается по мере наращивания числа кубитов.
Если вычислительная мощность и все ресурсы в нашем компьютере будет расти экспоненциально по мере добавления в него новых кубитов, то тогда время получения правильного ответа будет снижаться аналогичным образом. Это покажет, что нам удалось достичь "квантового превосходства".
Зачем мы это делаем? Сегодня многие люди уже вложили или готовы вложить миллиарды долларов в создание квантового компьютера, и мы хотели бы заранее проверить, будут ли эти инвестиции оправданными, создав настолько мощное квантовое устройство, какое мы можем сегодня собрать.
— В последние годы ученые используют сверхпроводники, "дефектные" алмазы и полупроводники для создания квантового компьютера. Какой из этих материалов наиболее перспективен и почему вы используете необычный "гибридный" подход, сочетающий в себе черты и аналоговых, и цифровых компьютеров?
— Это прозвучит банально, но каждый научный коллектив работает с тем материалом, который его участники считают самым перспективным. Поэтому возникает ситуация, в которой каждый по сути хвалит свое болото. К примеру, мы работаем со сверхпроводниковыми кубитами, и я их считаю наиболее перспективными и интересными объектами для создания квантового компьютера.
Наш же гибридный подход является не устройством, а особым алгоритмом, который позволяет нам соединять большое количество кубитов, необходимых для достижения "квантового превосходства" и управлять их поведением, сильно не усложняя при этом устройство всей системы.
Почему мне кажется, что сверхпроводники победят в этой гонке? В последние годы сверхпроводящие кубиты внезапно начали хорошо работать, мы научились очень хорошо изготовлять их и объединять между собой. Нам уже удалось объединить девять кубитов, и у нас есть веские основания полагать, что их число можно значительно увеличить в будущем.
Прямо сейчас в нашей лаборатории тестируется 22-кубитная машина, и уже сейчас можно сказать, что она в целом работает и что мы в принципе могли бы двигаться дальше. Сегодня мы уже можем сказать, что мы научились создавать "рабочие" квантовые компьютеры и это само по себе является огромным достижением и шагом вперед.
— Какие самые неожиданные задачи смогут решать квантовые компьютеры?
— Этот вопрос, по сути, является следующим логическим шагом в развитии квантовых компьютеров после того, как мы достигнем "квантового превосходства". В последнее время мы все чаще говорим о том, что квантовые компьютеры больше всего нам помогут в изучении квантовых процессов в химии.
Здесь мы фактически возвращаемся к тому, о чем говорил Ричард Фейнман, "отец" квантовых вычислительных систем – мы создаем квантовые компьютеры для того, чтобы решать сложные квантовые проблемы и описывать поведение сложных квантовых систем.
Необходимость в этом есть уже сегодня – по текущей статистике, примерно 30-40% мощностей современных суперкомпьютеров тратится на решение задач из квантовой химии и на симуляцию процессов в квантовом мире.
Что интересно, минимальный уровень производительности квантового компьютера и число кубитов, необходимых для решения таких задач, заметно снизились в последние годы. К примеру, недавно наши коллеги-теоретики из Google опубликовали статью, в которой им удалось еще раз снизить число кубитов и сложность связывающих их элементов, что вплотную приблизило нас к решению этих задач уже сегодня. Разрыв еще существует, но он уже не выглядит таким непреодолимым, как несколько лет назад.
— Многие ваши коллеги заявляют, что универсальный квантовый компьютер будет создан в ближайшие 10 лет, причем нечто похожее они говорили еще 10 и 15 лет назад. Насколько вообще нужны подобные машины и возможно ли их создание в принципе?
— Мне такие прогнозы всегда кажутся забавными – их авторами обычно являются теоретики, а я и моя команда должны построить подобную машину и решить при этом массу сверхсложных задач. Мы пока лишь знаем, как создать нечто похожее на универсальный компьютер, но не полную его версию. Его создание было одной и причин, почему я начал работать в Google.
Конечно, сегодня мы достигли той точки развития, когда мы просто обязаны попытаться построить универсальную вычислительную машину, и сейчас и мы, и наши коллеги по Google прилагают массу усилий и выделяют гигантское количество ресурсов для решения этой задачи.
С другой стороны, решение многих практически важных задач не требует наличия алгоритмов и систем коррекции ошибок, и более простые квантовые вычислительные системы можно создать уже сегодня. Проблема пока заключается в том, что мы не знаем, будет ли тот или иной "аналоговый" алгоритм работать в каждом конкретном случае из-за отсутствия строгих доказательств, существующих в "мире" универсальных вычислительных машин.
На самом деле, мы здесь повторяем историю развития компьютерной техники в целом – на заре компьютерной эры существовало большое число эвристических алгоритмов, для которых не было доказательств, но работа с ними помогала двигать вычислительную технику вперед.
Аналогичным образом, аналоговые компьютеры появились намного раньше их цифровых собратьев, и их очень долго использовали для решения серьезных задач, прежде чем появились современные процессоры с их огромными вычислительными мощностями. Нечто похожее, как я считаю, будет происходить и в наших экспериментах и в квантовой индустрии в целом.
— В последние два года ваши коллеги начали задумываться о том, что одна частица может содержать в себе не один, а два или даже три кубита. Поможет ли подобный подход ускорить создание универсальных квантовых машин?
— На самом деле, наши кубиты и логические устройства, которые мы изготовляем на их базе, используют третий энергетический уровень для своей работы, и поэтому можно сказать, что они фактически являются не кубитами, а кутритами. И в целом, это очень хороший подход для создания квантовых вычислительных систем с инженерной точки зрения.
Существуют и другие предложения по использованию многомерных пространств для кодирования информации, но пока у нас нет теории, которая бы описывала поведение подобных кубитов.
Эта теория нужна для того, чтобы мы могли находить и исправлять ошибки, возникающие во время работы универсального квантового компьютера. Без подобной система коррекции ошибок мы не можем их использовать в принципе. Конечно, эти идеи интересны, но мне кажется, что полноценный компьютер на базе таких многоуровневых систем будет очень сложно создать.
— IBM и другие IT-компании планируют создать "квантовые облака" и продавать машинное время на квантовых компьютерах для любых пользователей сети. Учитывая то, что квантовые компьютеры легко взламывают RSA и другие криптографические системы, не попытаются ли государство ввести жесткие ограничения на продажу подобных услуг?
— На самом деле, это началось уже сейчас – компания D-Wave уже продает вычислительные мощности своих вычислительных приборов клиентам, и IBM тоже уже предлагает такие услуги. Нам кажется, что это правильный подход – он избавляет клиентов от необходимости держать у себя очень сложное и дорогое оборудование.
С другой стороны, Google идет несколько другим путем – мы сначала пытаемся создать "рабочий" квантовый компьютер, и только потом мы начнем делиться его мощностями с клиентами и сообществом.
Сейчас очень тяжело предсказать то, как на подобные инициативы отреагирует правительство США. Оно уже может работать над различными системами на базе квантовых компьютеров, но об этих проектах мы ничего не знаем, в отличие от наших собственных проектов, полностью открытых для публики. Мы верим, что открытые проекты в этой области принесут пользу обществу.
Если же говорить о самих системах шифрования, люди сегодня активно обсуждают эту проблему и пытаются найти решение. Хорошая новость заключается в том, что уже сегодня существуют протоколы, защищенные от взлома при помощи квантовых компьютеров на уровне математики, и программисты активно разрабатывают их и приспосабливают для практического применения.
Проблема заключается в том, что формальная проверка всех этих алгоритмов требует большого количества времени, и поэтому сразу их никто не сможет внедрить. С другой стороны, у нас еще есть несколько лет, прежде чем появятся первые полнофункциональные квантовые машины, и этого времени хватит для того, чтобы проверить классические алгоритмы, способные противостоять им.
В любом случае, как мне кажется, создать подобный алгоритм гораздо проще, чем создать "рабочий" квантовый компьютер.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Авг 14 2017, 17:13
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 8423
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Как превратить углекислый газ в топливо?
1 Августа 2017
https://hi-news.ru/science/kak-prevratit-ug...-v-toplivo.html

С каждым годом газы, выделяемые различными заводами, фабриками, да и просто автомобилями все больше загрязняют атмосферу нашей планеты. Для борьбы с вредными выбросами предприятия используют разнообразные фильтры, ведутся разработки электромобилей и придумываются безотходные технологии производства. Но что, если вредные газы можно использовать для производства топлива?
Точно так же рассудили и ученые из Калифорнийского университета в Беркли. Как сообщает издание Science Advances, группе исследователей удалось создать губчатый никель-органический фотокатализатор. Материал собирает углекислый газ из атмосферы и превращает его в монооксид углерода, из которого уже можно получить водородное топливо. Более того, в качестве источника энергии для запуска каскада реакций используется энергия солнечного света. Как сообщил автор исследования Хаймэй Чжэн,
««Активируемый светом материал создаст ценное топливо, превратив углекислый газ в монооксид углерода, а также поможет в борьбе с глобальным потеплением, уменьшив содержание углекислого газа в атмосфере. Наша технология производит почти 100% чистый монооксид углерода без каких-либо примесей вроде водорода и метана. Это очень важно. Ранее ученым не удавалось полностью “избавиться” от водорода при фотокаталитическом преобразовании углекислого газа».
В ходе испытания новой технологии исследователи определили, что в камере, заполненной углекислым газом, через час при комнатной температуре 1 грамм никель-органического фотокатализатора произвел 400 миллилитров монооксида углерода. Как заявляют ученые, свойства нового вещества позволяют впитывать ядовитые газы, перерабатывать их, а также использовать в качестве резервуара для хранения водородного топлива.
PMEmail Poster
Top
vasanov
Отправлено: Авг 14 2017, 21:55
Quote Post


Активный пользователь
***

Группа: Пользователи
Сообщений: 71
Пользователь №: 7
Регистрация: 17-Октября 15
Статус: Offline

Репутация: нет




Цитата (Starboy @ Авг 14 2017, 17:13)
««Активируемый светом материал создаст ценное топливо, превратив углекислый газ в монооксид углерода, а также поможет в борьбе с глобальным потеплением

Не пойму, толи они так сильно отстали, толи наши деды и бабки сильно вырвались вперед- почти в каждой печке получали монооксид углерода или угарный газ и потом благополучно травились им. Причем это без всякого губчатго никеля и в полной темноте.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Авг 27 2017, 13:08
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 8423
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Полёт электросамолёта SolarStratos в стратосферу состоится в следующем году
23 Августа 2017 в 13:30
https://hi-news.ru/technology/polyot-elektr...shhem-godu.html

Весной швейцарская компания SolarStratos приступила к испытаниям стратосферного самолёта, работающего на солнечной энергии. В ходе первого полёта он смог подняться на высоту 300 метров и летал семь минут. Тогда воодушевлённые разработчики сообщили, что полетят в стратосферу в 2019 году, но, похоже, дела идут даже лучше — на днях они заявили, что полёт состоится на год раньше.
Длина самолёта составляет 8,5 метров, размах его крыльев — 25 метров, работать он будет от литиевой батареи на 20 кВт. Для того чтобы облегчить конструкцию, инженеры, проектирующие самолёт, решили отказаться от элементов, без которых можно обойтись. Поэтому кабину не станут утеплять и делать герметичной — пилоту придётся управлять самолётом в скафандре. Планируется, что полёт в стратосфере продлится 15 минут.
user posted image
Если SolarStratos сможет подняться на высоту в 23 километра, это станет большим прорывом и позволит стартапу двигаться дальше. В будущем компания планирует брать на борт SolarStratos туристов, но для этого всё нужно очень тщательно протестировать и продумать.
Ранее создатели самолёта изготовили лодку на солнечных батареях, так что опыта по части использования чистой энергии им не занимать. Разработчики одержимы идеей экологичного транспорта и хотят показать всем, что использование солнечных батарей может сделать транспорт чище, дешевле и современнее.
PMEmail Poster
Top
vasanov
Отправлено: Авг 28 2017, 09:18
Quote Post


Активный пользователь
***

Группа: Пользователи
Сообщений: 71
Пользователь №: 7
Регистрация: 17-Октября 15
Статус: Offline

Репутация: нет




Цитата (Starboy @ Авг 27 2017, 13:08)
похоже, дела идут даже лучше — на днях они заявили, что полёт состоится на год раньше.

Отказались бы от литиевых батарей и уже бы в этом году летали бы в стратосферу, но только в солнечный безоблачный день. В стратосфере облаков нет,всякие серебристые облака не всчет. А летать на безмоторных планерах уже давно умеют- это на случай облаков или если увлекутся до ночи. И про педальный привод не надо забывать, лишние 400-800 Ватт мощности никогда не помешали бы.
А вот ихний винт для стратосферы слабоват. Тут нужен многолопастный серповидный высокоскоростной и диаметром побольше, а то в разряженной стратосфере он даже охлаждение электродвигателя не обеспечит.
Но идея хорошая и перспективная, при достаточном старании можно и в космос на солнечных батареях улетать.Я правда больше делаю ставку на маховики, как на аккумулятор энергии. Все никак не соберусь проверить, действительно ли можно раскрутить тонкий металлический маховик до 10 км/с и больше на краях. Который не разрывался бы за счет смещения свободных электронов к краям маховика. Такой маховик, исобенно если его сделать многодисковым, мог бы накапливать энергию, хватающую для выхода в космос. И я тоже собираюсь достигать космических скоростей отбрасывая атмосферный воздух. Только я бы использовал специальные турбины способные в стратосфере и выше выбрасывать газ со скоростью в 10-20 км/с. Крыльчатки турбины работали бы по принципу маховиков со смещенными свободными электронами.
Надо правда их хитро охлаждать,типа- крыльчатки пористые и сквозь поры подается охлажденный газ, коорый потом создаст тонкий плазменный слой вокруг крыльчатки. Так и трение уменьшится и теплоотвод обеспечится. Так же я бы охлаждал бы и весь корпус ракеты, при движении ее в разряженном газе с космической скоростью.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Сен 3 2017, 19:06
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 8423
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Самые маленькие в мире «автономные автомобили»
1 Сентября 2017 в 18:00
https://hi-news.ru/science/samye-malenkie-v...avtomobili.html

Самоуправляемые автомобили все плотнее входят в нашу жизнь, но ученые из Технологического института Харбина (Китай) и Калифорнийского университета (США) применяют наработки в сфере автомобилестроения для того, чтобы создать автономных нанороботов, которые будут способны самостоятельно «путешествовать» по организму, опираясь на аналоги технологий, которые уже существуют в автомобильной промышленности.
Новые «микромашинки» имеют сферические микродвигатели размером 5 микрометров, а совершая короткие перемещения, могут самостоятельно пройти лабиринт любой формы. В действительности же, у таких «автомобилей» большое будущее в области биомедицины, где их можно использовать в качестве капсул по таргетированной доставке лекарственных средств, борьбе с опухолевыми процессами, выступать в качестве инструментов диагностики и так далее. По словам ведущего специалиста Лонгхью Ли,
««Мы подключили технологии ИИ к микроботам. Благодаря этому транспортное средство способно ориентироваться и маневрировать в условиях сложной и динамически изменяющейся окружающей среды. Наши крошечные «автомобили-роботы» способны самостоятельно передвигаться, избегая столкновений с препятствиями и друг с другом Раньше для управления микроскопическими транспортными средствами использовались системы с обратной связью. Наша же система позволяет провести микромашину через среду, которая может измениться в любой момент времени и в которой могут появиться другие микроботы.»
На данный момент навигация осуществляется следующим образом: данные основной камеры микроскопа поступают в своего рода «навигационый процессор», который просчитывает «карту перемещения». Эта карта поступает в программу-планировщик на базе искусственного интеллекта, а она уже и составляет список возможных путей перемещения. После этого производится выбор оптимального и самого короткого пути, а генератором магнитного поля выстраивается последовательность команд, вызывающих движение.
««Мы планируем применить наши технологии в сфере создания микроботов для медицинских целей и для осуществления манипуляций наноразмерными объектами. Сейчас нам небходимо разработать более сложные микромашины-роботы и более совершенную систему управления, которая позволит реализовать такие функции, как экстренное торможение, круиз-контроль и ряд других важных элементов.»
PMEmail Poster
Top
0 Пользователей читают эту тему (0 Гостей и 0 Скрытых Пользователей)
0 Пользователей:

Topic Options Страницы: (4) 1 2 [3] 4  Reply to this topic Fast ReplyStart new topicStart Poll



 


Мобильная версия