Мемуары о будущем

Дмитрий Беляев

Архив по тэгу 'наука'

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 »

На 3D-принтере напечатаны «бионические кораллы», обладающие свойствами фотосинтеза рифа

Опубликовано: 12 апреля 2020 года


Рубрика: Дайджест


Массовое вымирание коралловых рифов — это катастрофа глобальных масштабов, но масштабы их успеха как организмов дают учёным пищу для ума.

Исследователи Кембриджского университета с помощью 3D-печати создали «бионические кораллы», которые представляют собой нечто большее, чем мёртвый скелет — они состоят из микроорганизмов.

Пару лет назад учёные уже предлагали создавать с помощью 3D-печати структуры сложной формы, напоминающие рифы и способные выступать в качестве основы, на которой могут расти новые кораллы и другие морские организмы. Это хорошая идея, но риф — не просто мёртвая основа.

Кораллы представляют собой результат сложного симбиоза между собственно коралловыми полипами и водорослями, которые живут внутри них, в мезоглее. Водоросли используют фотосинтез для создания сахара для своего организма-хозяина, а коралловые полипы обеспечивают безопасную среду обитания и, что интересно, также весьма эффективны для сбора и перенаправления света. Это партнёрство было плодотворным на протяжении миллионов лет, однако повышение температуры и кислотности океана нарушили хрупкий баланс.

Читать запись полностью »

GitHub сохранит открытый программный код на 1000 лет в вечной мерзлоте Шпицбергена

Опубликовано: 16 ноября 2019 года




Платформа GitHub, поглощённая Microsoft, раскрыла планы по долговременному архивному хранению разнообразного открытого программного кода в условиях вечной мерзлоты на островах полярного архипелага Шпицберген.

Во-первых, там холодно, чему на протяжении столетий не сможет помешать даже глобальное потепление. Во-вторых, это демилитаризованная зона. В-третьих, там уже есть хранилище коллекции семян на случай Апокалипсиса. Будет ещё одно. На тот случай, если через 1000 лет понадобится ПО, исходный код которого может быть утерян.

Снимок для архива GitHub сделает 2 февраля 2020 года. Это будут, в основном, активные публичные репозитарии и что-то из архивов.

Коллекция будет включать открытый код для Linux и Android, языки программирования Python, Ruby и Rust, веб-платформы Node, V8, React и Angular, криптовалютное ПО для Bitcoin и Ethereum, ИИ-инструменты TensorFlow и FastAI, а также многое другое.

В качестве носителей выбраны катушки с лентами компании Piql. Собственно, шахта-хранилище тоже оборудована и принадлежит Piql. Каждая катушка Piql позволяет хранить около 120 Гбайт на ленте длиной 3500 футов (1066 метров).

Заявленный срок сохранности данных на ленте составляет 500 лет. Искусственное старение выявило возможность хранить данные дольше ― не менее 1000 лет.

Читать запись полностью »

Непостроенный Мост Леонардо да Винчи проверили на прочность

Опубликовано: 27 октября 2019 года


Рубрика: Дайджест


В 1502 г. султан Баязид II задумал построить мост через залив Золотой Рог, чтобы соединить Стамбул и соседний город Галата.

Среди откликов от ведущих инженеров того времени крайней оригинальностью отличился проект небезызвестного даже тогда итальянского художника и учёного Леонардо да Винчи.

Традиционные на то время мосты представляли собой заметно выгнутую арку с пролётами. Для моста над заливом потребовалось бы минимум 10 опор, но Леонардо набросал проект моста длиной 280 метров без единой опоры. Но проект итальянского учёного не был принят.

Сегодня нельзя увидеть это чудо света. Но рабочий ли этот проект? На это дали ответ инженеры MIT, которые по наброскам Леонардо построили макет моста в масштабе 1:500 и испытали его на весь спектр возможных нагрузок.

В реальности мост состоял бы из тысяч тёсаных камней. Другого подходящего материала на то время не было (учёные попытались максимально близко приблизиться к технологиям строительства мостов в то время и имеющимся материалам).

Читать запись полностью »

Кальциевые аккумуляторы для мобильных устройств: много, дёшево, но нескоро

Опубликовано: 27 октября 2019 года


Рубрика: Дайджест


Учёные из Германии — Чжэнью Ли (Zhenyou Li) и Чжиронг Чжао-Каргер (Zhirong Zhao-Karger) — сделали первый шаг к возможному будущему, в котором литиево-ионные аккумуляторы уступят место недорогим, безопасным и высокоплотным аккумуляторам на основе кальция.

Кальций является пятым по распространённости химическим элементом в земной коре. Он распределён равномерно и даст доступ к ресурсам всем желающим.

Каждый атом кальция может высвободить и захватить до двух электронов, что недоступно литию. Он не токсичен, а его ресурс едва ли не бесконечен в масштабах нашей планеты. Литиево-ионные батареи, напротив, используют такие редкие и ограниченные в объёмах добычи элементы, как кобальт, никель и литий.

Предполагается, что в среднесрочной перспективе выпуск литиево-ионных аккумуляторов будет свёрнут за отсутствием сырья, как и прекратится рост ёмкости таких батарей, которые достигнут своего теоретического предела.

Из этого следует, что в будущем мире с прицелом на тотальную консервацию излишков электроэнергии необходимы другие средства для хранения чрезмерно вырабатываемого электричества, на роль которых могут претендовать кальциевые аккумуляторы.

Читать запись полностью »

Найдены окаменелые тела трилобитов в форме своеобразной очереди

Опубликовано: 27 октября 2019 года




Международная палеонтологическая группа из Марокко, Швейцарии и Франции обнаружила окаменелые тела трилобитов в форме своеобразной очереди.

За каким дефицитным товаром они выстроились почти полмиллиарда лет назад, точно не известно.

Трилобиты — одни из самых распространенных ископаемых, они принадлежали к классу членистоногих и обитали в доисторических морях.

Находка ученых уникальна: прежде всего, тем, что существа сохранились в явно организованном виде. Они совместно решали определенную задачу, согласованно передвигались и взаимодействовали с помощью расположенных сзади шипов.

В качестве одной из гипотез высказывается версия, что трилобиты следовали параллельно линии дна древнего моря. Как считает Жак Ванье, один из исследователей феномена, создания также могли вести себя таким образом в период размножения или какой-то угрозы.

Похожие повадки можно наблюдать и у современных членистоногих, в том числе у омаров и даже муравьев. Особи группируются для большей безопасности в стрессовой ситуации.

Читать запись полностью »

В Коми найден древнейший предок всех наземных позвоночных, которого назвали Parmastega aelidae

Опубликовано: 25 октября 2019 года




Останки животного, получившего название Parmastega aelidae, нашли в окрестностях Ухты, им 372 миллиона лет.

Это древнейший тетрапод, внешний вид которого может быть корректно воссоздан.

Иллюстрация предоставлена ФИЦ Коми НЦ УрО РАН

По сообщению ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, международная группа ученых, во главе с инициатором исследования из Института геологии ФИЦ КНЦ УрО РАН Павлом Безносовым, благодаря грантовой поддержке Национального географического общества (США), обнаружила уникальные окаменелости в отличном состоянии. Ученые говорят о сенсации. Выводы были опубликованы в журнале Nature 24 октября.

Речь идет об одном из представителей ранних тетраподов – группе животных, обеспечившей выход позвоночных на сушу и явившихся, таким образом, предками не только для таких крупных таксонов, как амфибии, рептилии, птицы и млекопитающие, но и даже для человека.

Читать запись полностью »