Мемуары о будущем

Дмитрий Беляев

Архив по тэгу 'наука'

Представлен прототип российского универсального квантового компьютера — вместо кубитов использованы кудиты

Опубликовано: 3 января 2022 года




С 2019 года «Росатом» координирует разработку универсального квантового компьютера в России.

В проект предполагается вложить свыше 23 млрд рублей, чтобы к 2024 году создать и предоставить облачный доступ к российскому квантовому компьютеру.

В конце декабря 2021 года в рамках реализации этой «дорожной карты» российские учёные представили прототип квантового компьютера на ионах с очень нетривиальным решением.

Как известно, квантовые процессоры оперируют квантовыми битами — кубитами. В такой схеме некие отдельные частицы вещества проявляют квантовые свойства, которыми можно управлять и которые можно считывать.

В классическом случае кубит оперирует двумя состояниями (0 и 1) в суперпозиции, когда оба они равновероятны. В реальности в состоянии суперпозиции кубит может принимать все возможные значения от 0 до 1. Поэтому для расширения числа логических состояний одной единственной квантовой частицы группа российских физиков в 2015 году предложила понятие ку(d)ита — кубита с суперпозицией из более чем двух логических состояний (d).

Читать запись полностью »

Учёные создали магнитную память в виде спирали ДНК с огромной плотностью записи

Опубликовано: 3 января 2022 года




В привычных жёстких дисках магнитные домены на пластинах рассматриваются как двухмерные структуры — островки намагниченности.

Верхнее изображение — парная спираль в рентгеновских лучах, нижнее — компьютерная модель

Международная группа учёных представила работу по изучению магнитных свойств трёхмерных объектов. Переход от условно плоских магнитных полей для записи данных к объёмным полям открывает путь для значительного увеличения плотности записи. Нас может удивить то, что придёт на смену жёстким дискам.

Плотность расположения магнитных доменов на пластинах HDD приближается к своему пределу. Соседние островки намагниченности начинают влиять друг на друга и разрушают намагниченность (читай — записанные данные).

Чтобы этому противостоять в ход идут передовые технологии HAMR и MAMR (локальный нагрев и микроволновое воздействие), которые помогают преодолеть коэрцитивную силу и записать данные без потери намагниченности. Но всему есть предел, поэтому параллельно ведутся поиски альтернатив, одна из которых нацелена на разработку так называемой трековой или беговой памяти.

Трековая память представляет собой нанопроволоку, по которой движутся островки намагниченности — магнитные домены.

Читать запись полностью »

В США изобрели «летающую тарелку» для исследования Луны и астероидов

Опубликовано: 26 декабря 2021 года


Рубрика: Дайджест


Учёные Массачусетского технологического института (MIT) предложили проект аппарата, напоминающего летающую тарелку — он сможет использоваться для исследования лунной поверхности. Поднимать его будет сила электростатического отталкивания.

Из-за отсутствия атмосферы лунная поверхность подвергается прямому воздействию космического излучения и солнечных ультрафиолетовых лучей. В результате на ней образуется положительный электростатический заряд, достаточный для того, чтобы поднимать лунную пыль на высоту до 1 м — из-за этого же эффекта при определённых условиях встают дыбом и волосы на голове.

Ранее учёные предлагали использовать это для создания глайдеров, способных парить над поверхностью астероидов и других небольших небесных объектов, однако в случае Луны гравитация может оказаться сильнее электростатики.

Поэтому в MIT предложили управлять этим эффектом за счёт миниатюрных ионных двигателей, посредством которых регулируется электростатический заряд на летательном аппарате.

Читать запись полностью »

Учёные представили революционный транзистор, который заменяет целые логические схемы

Опубликовано: 26 декабря 2021 года




Учёные сделали шаг в интересном направлении в производстве полупроводников — они разработали динамически программируемый транзистор, который один может реализовать такую многокомпонентную логику, как NOR, NAND и другую.

Предложенный транзистор легко ложится на существующую инфраструктуру производства и не использует экзотические материалы. Особенный выигрыш от его использования ожидается в сфере искусственного интеллекта.

Обычный транзистор состоит из двух электродов для токопроводящего канала и ещё одного электрода для управления каналом (затвором). Управление затвором позволяет пропускать ток через транзистор или запирать его. На этом принципе базируется практически вся современная цифровая электроника.

Исследователи из Венского технического университета (TU Wien) предложили добавить в структуру транзистора два дополнительных электрода и соединить их тончайшей нитью из чистого германия (Ge). И это принесло успех.

Благодаря своим электронным свойствам германий демонстрирует эффект отрицательного дифференциального сопротивления.

Читать запись полностью »

Дополнительного внимания требуют вопросы развития региональной науки и просвещения

Опубликовано: 25 декабря 2021 года




24 декабря 2021 года Председатель Партии СПРАВЕДЛИВАЯ РОССИЯ — ЗА ПРАВДУ, руководитель партийной фракции в Госдуме Сергей Миронов представил в рабочую группу Государственного Совета предложения партии по развитию науки и образования.

«Мы, несомненно, можем гордиться уровнем российской науки во многих областях, нашими учёными. Наша наука смогла внести неоценимый вклад в борьбу с пандемией, развитие ядерных технологий, рост обороноспособности.

Вместе с тем многие проблемы науки носят системный характер и остаются нерешёнными», — отмечает С.Миронов.

Проблемы касаются нестабильности заработных плат российских ученых, отставания биофармацевтики, недостаточного внимания к геологической науке, гуманитарным наукам и проблемам просвещения.

Читать запись полностью »

Библейская история о разрушении Содома и Гоморры получила научное подтверждение

Опубликовано: 26 сентября 2021 года


Рубрика: Дайджест, Лекции


Пятнадцать лет раскопок, моделирование и эксперименты позволили сделать вывод, что библейская история о разрушении Содома и Гоморры может иметь под собой историческую основу.

Впервые публично идея о падении крупного метеорита на Ближнем Востоке около 3600 лет назад начала обсуждаться в ноябре 2018 года. С этого времени все усилия были направлены на поиски надёжных доказательств этой теории. Сегодня учёные ставят точку в исследовании — событие было.

Ядро кометы, небольшой астероид или метеорит, сравнимый по размерам с упавшим в России в 1908 году в бассейне реки Подкаменная Тунгуска, взорвался в небе на высоте 4 км над ближневосточным городом Телль-эль-Хаммам. Вспышка, сопровождавшаяся ростом температуры до 2000 °C и больше, выжгла всё в радиусе десятков километров, а последовавшая вскоре ударная волна разметала всё вплоть до фундамента зданий.

Перед учёными в процессе раскопок возник полутораметровый слой смеси обожжённых остатков зданий, утвари и породы. Объяснить масштаб разрушения военными действиями, пожаром и извержением вулкана не представлялось возможным.

Читать запись полностью »

Учёные создали кубиты из полупроводниковых дырок — они лучше подходят для квантовых вычислителей

Опубликовано: 10 июля 2021 года




Учёные из Европейского союза завершили проект по использованию в качестве спиновых кубитов дырок вместо электронов в полупроводниках.

Два года исследований позволили добиться квантовых эффектов запутанности и управления дырками в тонких слоях полупроводниковых соединений. Дырки реагируют на более слабые магнитные поля, что позволяет снизить шумы в квантовых компьютерах и создать вычислители с большим числом кубитов.

Вопросом использования в качестве кубитов дырок — положительно заряженных квазичастиц с зарядом, равным заряду электрона — учёные занимались в проекте MaGnum (Majorana bound states in Ge/SiGe heterostructures), который завершён в марте 2021 года. Проект признан успешным, поскольку в ходе лабораторных экспериментов созданы многослойные тонкоплёночные структуры со спиновыми кубитами из дырок.

Учёные из соединения германия и кремния создали практически двумерную среду для ограниченного перемещения дырок. Внешние оболочки среды (слоя) были из кремния, на котором изготовили затворы для управления дырками — фактически транзисторы. Подача напряжения на затворы генерировала электромагнитные поля в соединении. Поля заставляли дырки в двумерном слое так или иначе проявлять себя и взаимодействовать друг с другом.

Читать запись полностью »

14 марта — День числа Пи

Опубликовано: 14 марта 2021 года


Рубрика: Дайджест, Лекции


День числа Пи — неофициальный праздник, который отмечается любителями математики 14 марта в 1:59:26 в честь математической константы — числа пи.

Этот праздник придумал в 1987 году физик из Сан-Франциско Ларри Шоу, который заметил, что в американской системе записи дат (месяц / число) дата 14 марта — 3/14 — и время 1:59:26 совпадает с первыми разрядами числа π = 3,1415926…

Обычно празднуют в 1:59:26 дня (в 12-часовой системе), но придерживающиеся 24-часовой системы считают, что в этот момент время 13:59, и предпочитают отмечать праздник ночью.

В этот день читают хвалебные речи в честь числа π, его роли в жизни человечества, рисуют антиутопические картины мира без Пи, пекут и едят «пи-рог» («Pi pie») с изображением греческой буквы «пи» или с первыми цифрами самого числа, пьют напитки и играют в игры, начинающиеся на «пи», решают головоломки и загадки, водят хороводы вокруг предметов, связанных с этим числом.

Примечательно, что в этот же день родился Альберт Эйнштейн — создатель теории относительности, а также умер Стивен Хокинг.

Читать запись полностью »

Земля лишится кислорода через миллиард лет

Опубликовано: 7 марта 2021 года


Рубрика: Дайджест


Земля лишится кислорода через миллиард лет, подсчитали учёные — выживут только бактерии.

Поскольку у NASA есть только один пример жизни на планете с кислородом — это наша Земля, то её изучение, анализ и прогнозирование процессов может помочь в поисках жизни во Вселенной. Поэтому агентство заказало учёным исследование, чтобы на примере нашей планеты понять, как и в какой период развития экзопланет следы кислорода будут служить маркерами инопланетной жизни.

Исследователи Кадзуми Одзаки (Kazumi Ozaki) из Университета Тохо в Японии и Крис Рейнхард (Chris Reinhard) из Технологического института Джорджии создали комплексную модель для изучения изменения климата, биологии и геологии Земли, чтобы проанализировать, как будет меняться планета и процессы на ней.

В частности, прогноз предсказал, что кислород очень быстро уйдёт из атмосферы Земли через миллиард лет. Очень быстро в данном случае — это в течение 10 тыс. лет, что по геологическим меркам лишь мгновение.

Всё дело в том, что Солнце по мере старения будет разогреваться и примерно через миллиард лет разогреется настолько, что начнёт расщеплять углекислый газ в атмосфере нашей планеты. Увы, декарбонизация пойдёт с такой скоростью, что вскоре по всей Земле прекратится процесс фотосинтеза растениями и простейшими организмами. А если остановится фотосинтез, кислород перестанет поступать в атмосферу, и все многоклеточные организмы погибнут.

Читать запись полностью »

Российские учёные установили новый мировой рекорд в области квантовой криптографии

Опубликовано: 21 февраля 2021 года




Квантовая криптография с использованием квантового распределения ключей рассматривается как инструмент для длительной надёжной защиты данных и обеспечения безопасности переговоров на высшем уровне.

Но по мере цифровизации повседневной жизни граждан области применения оборудования для квантового распределения ключей шифрования будут расширяться, о чём необходимо заботиться заранее.

Массовое применение квантовой криптографии требует совершенствования алгоритмов и повышения эффективности процессов обработки квантового распределения ключей.

Группа российских учёных центра компетенций НТИ «Квантовые коммуникации» НИТУ «МИСиС», Российского квантового центра и научно-производственной компании QRate преуспели на этом направлении.

В частности, российские исследователи разработали алгоритмы, которые настолько повысили эффективность систем квантового распределения ключей в области так называемой классической постобработки, что достижение обновило мировой рекорд в этой области.

Поясним, что классическая постобработка — это набор мер, направленных на исправление возможных ошибок в квантовых ключах, и исключение из них потенциально доступной злоумышленнику информации.

Читать запись полностью »

Утверждена программа фундаментальных научных исследований до 2030 года

Опубликовано: 13 января 2021 года




Председатель Правительства РФ Михаил Мишустин утвердил программу фундаментальных научных исследований до 2030 года.

Программа утверждена Распоряжением от 31 декабря 2020 года № 3684-р.

Развитие интеллектуального потенциала российской науки, создание эффективной системы управления научными исследованиями для повышения их значимости и востребованности для экономики — таковы основные задачи новой десятилетней программы.

Программа фундаментальных научных исследований разработана Российской академией наук при участии министерств и ведущих научных организаций страны. Документ состоит из нескольких подпрограмм. В их числе — «Аналитические и прогнозные исследования, направленные на выявление больших вызовов и совершенствование системы стратегического планирования, обеспечение конкурентоспособности и научного лидерства России», «Фундаментальные и поисковые научные исследования, проводимые на крупных научных установках и объектах класса „мегасайенс“».

Программа ориентирована на развитие всех направлений фундаментального научного знания, в том числе таких направлений, как компьютерные науки, нанотехнологии, клиническая и профилактическая медицина.

Новая программа будет финансироваться в том числе по линии госпрограмм «Научно-технологическое развитие России» и «Развитие здравоохранения». Общий объём финансирования до 2030 года — более 2,1 трлн рублей.

Читать запись полностью »

2021 год в России объявлен Годом науки и технологий

Опубликовано: 25 декабря 2020 года




Президент России Владимир Путин подписал указ о том, что 2021 год в стране будет Годом науки и технологий.

Документ опубликован 25 декабря 2020 года на официальном портале правовой информации.

Цель указа — дальнейшее развитие науки и технологий в Российской Федерации.

Глава государства поручил своей администрации сформировать оргкомитет по проведению Года науки и технологий. Его сопредседателями будут вице-премьер Дмитрий Чернышенко и помощник президент Андрей Фурсенко. План основных мероприятий будет разрабатывать и утверждать правительство РФ.

Читать запись полностью »