Исследователи из компании IBM представили первые в мире батареи, в составе которых не используются кобальт и никель. Их заменили другими, "зелеными" материалами, которые можно получить из морской воды.

По словам специалистов, новые материалы сделают аккумуляторы дешевле, чем все существующие литий-ионные аналоги на рынке. При этом их характеристики, особенно скорость зарядки и энергетическая плотность - повысятся. Кроме того, они до минимума снизят риски взрывов устройств.

Ученые отметили, что в первую очередь их можно использовать в электромобилях. Предварительные тесты показали, что для зарядки в 80% хватает пяти минут, а недорогие материалы позволят легко ввести новый тип батарей на рынок.

"Многие материалы, включая тяжелые металлы, такие как никель и кобальт, создают огромные экологические и гуманитарные риски. Кроме того, кобальт добывается в Центральной Африке, причем в эксплуататорских условиях", - отметили в IBM.

Тесты доказали, что новые батареи могут служить до трех лет, а их средняя мощность - 10 тыс вт/ч. Это значит, что в будущем батарею можно использовать в интеллектуальных электросетях и энергетической инфраструктуре, где важна стабильность и долгосрочность.

"Используя три новых материала, которые никогда не применялись в батарейках, наша команда обнаружила, что с ее помощью можно модернизировать множество устройств", - добавили в IBM. "Причем материалы для этой батареи можно извлекать из морской воды, что дешево и куда более человечно чем добыча кобальта и никеля".

Соединенные Штаты располагают технологией, позволяющей транспортировать человека в любую точку Земли менее чем за час, заявил в ноябре генерал-лейтенант в отставке Стивен Кваст, выступая в вашингтонском кампусе Хиллсдейлского колледжа. На высказывания бывшего командующего Учебного авиационного командования ВВС США обратило внимание The Drive.

"Эта технология может быть построена сегодня как технология, которая не является развитием [уже существующих технологий], чтобы доставить любого человека из любого места на планете Земля в любое другое место менее чем за час", - сказал бывший командующий.

Американское издание отмечает, что заявление Кваста, имеющего свыше 3300 часов налета, в том числе 650 часов в боевых операциях, в частности, "Щит пустыни" и "Буря в пустыне", прозвучало на фоне других высказываний американских военных о существовании ряда странных феноменов, природа которых в открытых источниках не раскрывается. Согласно The Drive, подобные заявления действительно могут описывать реальное положение вещей, а также указывать на заинтересованность Пентагона в значительном увеличении инвестиций в инновации в космической сфере.

В октябре The Drive написало, что армия США подтвердила заключение соглашения с компанией To The Stars Academy of Arts Science (TTSA) на изучение якобы искусственно созданных физических артефактов инопланетного происхождения.

В сентябре ВМС США подтвердили подлинность трех опубликованных в интернете видео, на которых запечатлены НЛО.

В апреле 2018 года президент и операционный директор американской компании SpaceX Гвинн Шотвелл заявила, что транспортная система Big Falcon Rocket (BFR) заработает в течение десятилетия и будет способна менее чем за один час доставить человека практически в любую точку земного шара.

Вынув 23-литровое дизельное "сердце" и 780-литровый топливный бак из Komatsu HD605−7, инженеры швейцарского стартапа E-Mining заменили их электродвигателем и чудовищным массивом аккумуляторов емкостью 600 кВт∙ч.

Но подзарядки они практически не требуют. Работая на одном из карьеров в Альпах, электросамосвал eDumper - самый большой в мире - забирает более 60 т груза и спускается с ним к железной дороге, вниз, со средним уклоном 13. Технологии рекуперации тормозной энергии позволяют накопить достаточно, чтобы уже без груза подняться той же дорогой обратно.

Остается лишь пожалеть, что такое решение применимо далеко не везде.

Госкорпорация Ростех открыла на базе рыбинского предприятия "ОДК-Сатурн" крупнейший в России центр по изготовлению лопаток турбин для авиационных, морских и промышленных двигателей. Инновационное производство позволит ежегодно выпускать компоненты для более чем 2 тысяч авиадвигателей - российских и зарубежных. Объем инвестиций в проект превысил 3 млрд рублей.

На площади 20 тыс. кв. м. установлены более 180 единиц современного высокотехнологичного оборудования, которое повысит производительность труда на 60%. Уже в 2020 году предприятие ОДК удвоит объемы производства - до 280 тысяч лопаток в год. К 2024 году производительность центра должна вырасти в семь раз - на его мощностях планируется выпускать около 900 тысяч единиц продукции, в том числе для зарубежных партнеров.

"Лопатка турбины - один из самых наукоемких и сложных в изготовлении компонентов газотурбинных двигателей для авиации, морских судов, энергетики. Такую продукцию производят только шесть стран в мире. Она требует сложнейших расчетов при проектировании и очень высокой точности в изготовлении. Новые цифровые технологии, внедренные на предприятии ОДК, позволяют получать продукцию мирового уровня. При этом точность производства возрастает на 30%, себестоимость лопаток снижается на 50%, сокращаются на 40% трудозатраты. Проект, без преувеличения, выводит российское двигателестроение на новый уровень и позволяет претендовать на лидирующие позиции в этом высокотехнологичном сегменте", - прокомментировал первый заместитель генерального директора Госкорпорации Ростех Владимир Артяков.

В литейном цехе внедрена инновационная технология - монокристаллическое литье в керамические формы по выплавляемым моделям. Такой способ позволяет экономить дорогостоящее сырье (специальные жаропрочные сплавы) и выплавлять рабочие лопатки газотурбинных двигателей с жесткими геометрическими допусками до 0,05 мм. При этом не требуется дальнейшая ручная полировка, которая была обязательным атрибутом производства до модернизации. Использование передовых методов особенно актуально именно в процессе литья, так как на этом этапе закладываются необходимые свойства детали, которые влияют на качество и ресурс двигателя.

"К 2024 году доходы центра от данного вида производства прогнозируются на уровне не менее 5 млрд рублей в год. Основная часть продукции ориентирована на внутренний рынок, но есть и хорошие экспортные перспективы. В частности, достигнуты договоренности по долгосрочным поставкам до 2030 года с французской компанией Sаfrаn Aircraft Engines на изготовление до 250 тысяч единиц продукции в год. Уверен, наша продукция будет востребована и среди других мировых производителей", - подчеркнул индустриальный директор авиационного кластера Госкорпорации Ростех Анатолий Сердюков.

Новый цех обеспечит рабочими местами 300 человек. В ходе модернизации применялись уникальные экологически безопасные технологии. Например, литейные комплексы не излучают тепло, так как оборудованы системой сбора и осаждения выделяемых паров масла. Это исключает поступление вредных веществ в рабочую зону и в атмосферный воздух. Охлаждение технологического оборудования осуществляет система оборотного водоснабжения, а в системах вентиляции предусмотрены фильтры с эффективностью очистки 100%, что полностью исключает загрязнение атмосферного воздуха.

Специалисты японской корпорации Toshiba разработали метод диагностики онкологических заболеваний, который позволяет по анализу крови определить наличие рака с точностью до 99 процентов. Такая информация появилась в заявлении компании, опубликованном в понедельник, 25 ноября.

В основе данного способа диагностики лежит выявление типов и концентрации малых некодирующих молекул РНК, выделяющих раковые клетки в кровь. Чтобы провести анализ, необходимы капля крови и около двух часов времени. Toshiba создала портативное устройство со встроенным диагностическим чипом, сообщает ТАСС.

С помощью анализа возможно определить наличие 13 видов рака, в том числе груди, желудка, кишечника, мочевого пузыря, пищевода, печени, поджелудочной железы и так далее. Тест работает даже на ранних стадиях заболевания. Корпорация рассчитывает, что после завершения цикла необходимых испытаний через несколько лет новый метод диагностики будут применять повсеместно.

В Японии в последние годы значительно увеличилось число людей с онкологическими заболеваниями, поэтому ученые страны активно изучают новые методы борьбы с раком. В первую очередь они направлены на совершенствование методов диагностики, которые позволяют выявить наличие заболевания у человека на ранних стадиях. Все шире для этого применяется искусственный интеллект.

Во время тестового полета в городе Брайтон ему удалось развить скорость до 85,06 миль в час (136,8 км/ч), благодаря чему он попал в Книгу рекордов Гиннесса (рекорд скорости для необычного вида транспорта).

Костюм был полностью напечатан на 3D-принтере.

Озвучено нейросетью от veravoice.ai Vera Voice синтезирует речь знаменитостей для озвучки любого вида текста: от коротких поздравлений и рекламных роликов до аудиокниг и фильмов. Дисклеймер: Видео создано с развлекательной целью и только для демонстрации возможностей технологии клонирования голосов. Любые совпадения с событиями из реальной жизни случайны. Мы никогда не используем искусственный голос для коммерческих целей без согласия реального человека, которому принадлежит этот голос.

Американская компания Air Co разработала сенсационную технологию изготовления водки из воды и воздуха. В ходе эксперимента ученые доказали, что с помощью электричества углерод можно превратить в чистейший этанол. По словам специалистов, в результате каталитической реакции атомы углерода, кислорода и водорода повторно соединяются, вследствие чего производится спирт.

"Процесс использует те же принципы, что и фотосинтез в растениях, но делает это более эффективно", - цитирует журнал "Популярная механика" технического директора Air Co Стаффорда Шихана.

Исследователи пояснили, что подобный способ производства алкогольного напитка благоприятно влияет на экологию планеты. В ходе изготовления водки углерод забирается из окружающей среды, тем самым очищая воздух. Кроме того, машина, превращающая воздух в водку, работает на солнечной энергии, что также является ее преимуществом по сравнению с традиционными способами производства напитка.

Особенность нового бетона в том, что его прочность возрастает по мере увеличения ударной силы, которая на него действует. При ударе в бетонной плите возникает "эффект резины": она сжимается и частично пружинит, не растрескиваясь. По словам авторов работы, новая конструкция обладает "динамической вязкостью" - она поглощает удар. Такого эффекта удалось добиться за счет армирования бетона - добавки в его состав волокон металла или приморского базальта.

Ударопрочный бетон может выдерживать не только попадание снарядов, но и воздействие цунами. Он также обладает сейсмоустойчивостью и может применяться при создании фундаментов зданий в районах с частыми землетрясениями. При заливке смесь самоуплотняется, ее можно использовать при возведении сложных форм, в том числе при строительстве подземных сооружений.

"Баланс компонентов мы выверили с точностью до половины процента. Мы хотели максимально отсрочить момент появления первой трещины в материале, поскольку после этого остановить процесс разрушения бетона невозможно. Во всем мире сейчас существует тренд на разработку антитеррористических форм режимных сооружений, которые помогут обезопасить конструкции в случае, например, падения на них самолета или попадания снаряда. Мы подошли к этому вопросу с позиций разработки особого ударопрочного материала. Кстати, на следующем этапе мы планируем разработать бетон, способный защищать людей от радиоактивного излучения", - рассказал ведущий автор работы, профессор ВУЦ ДВФУ подполковник Роман Федюк.

По словам исследователя, технологическая схема для производства нового материала уже существует и специалисты ведут переговоры по его запуску в массовое производство. При этом не потребуется никаких существенных вложений в модернизацию установок предприятия.

Экономически производство ударопрочного бетона может быть выгоднее, чем по ГОСТу. Все из-за того, что в составе нового бетона меньше цемента: его заменили различными отходами - золой рисовой шелухи, отсевом дробления известняка и кварцевого песка. При значительных объемах производства выгода может быть весьма существенной - до десятков миллионов рублей.

Как поясняют ученые, комплекс предназначен для поиска в ДНК совместно встречающихся мотивов - участков, на которые "садятся" белки, управляющие транскрипцией, то есть считыванием закодированной в молекуле ДНК информации. Расположенные рядом мотивы, как правило, функционируют вместе, поэтому выявление таких пар позволит ученым предсказывать взаимодействия белков уже на этапе распознавания последовательности ДНК, а также исследовать роль этих взаимодействий в физиологических процессах.

Миллионы клеток организма синтезируют белки, которые непрерывно работают: переносят кислород, защищают от вторжения чужеродных агентов, сокращают и расслабляют мышечные волокна и выполняют массу других функций. Сведения о том, где и когда должны выполняться эти действия, зашифрованы в молекуле ДНК, причем информация записана при помощи всего четырех "букв" - нуклеотидов. Нуклеотиды объединяются в "слова" - гены, и каждый ген несет в себе сведения о белке, который может с него синтезироваться.

Структуру и функцию клетки определяет уникальная комбинация белков, и какой ей быть "решают" регуляторные элементы ДНК. Их структурные единицы: короткие последовательности "букв"-нуклеотидов или мотивы - опознаются белками-регуляторами (транскрипционными факторами), что приводит к запуску или, наоборот, блокированию процесса считывания генетической информации.

Чтобы найти все мотивы определенного белка-регулятора в геноме, используется дорогостоящий эксперимент, который называется ChIP-seq. Важно, что белки-регуляторы никогда не работают в одиночку: активность и специфичность каждого модулируется многочисленными партнерскими белками-регуляторами, и результат работы мотива зачастую определяется именно этими взаимодействиями. Поиск же потенциальных партнеров, как правило, сопряжен с проведением дополнительных ChIP-seq экспериментов, что многократно повышает стоимость исследования. Именно эту проблему с успехом решает новый программный комплекс.

"Наш метод позволяет по результатам лишь одного ChIP-seq эксперимента определить пары белков-регуляторов, работающих вместе, и описать соответствующие им участки связывания ДНК. Причем обнаруживаются и те пары мотивов, последовательности которых в ДНК перекрываются: то есть часть „букв" общая. В традиционно существующих методах обработки отсутствует анализ перекрывания или требуется проводить множество дополнительных экспериментов ChIP-seq для потенциальных партнерских белков-регуляторов. Нужно отметить, что стоимость такого эксперимента довольно высока (несколько сотен тысяч рублей), поэтому возможность извлечь максимум информации из одного пула данных экономит деньги и время", - прокомментировал старший научный сотрудник лаборатории эволюционной биоинформатики и теоретической генетики ИЦиГ СО РАН, старший научный сотрудник лаборатории компьютерной транскриптомики и эволюционной биоинформатики НГУ кандидат биологических наук Виктор Левицкий.

Качество работы программы исследователи проверили, проанализировав уже имеющиеся в открытом доступе данные 164 ChIP-seq экспериментов.

"Новый программный комплекс может использоваться и теми специалистами, которые исследуют белок-белковые взаимодействия на молекуле ДНК. Транскрипционные факторы - это белки: они взаимодействуют, если находятся рядом, что и происходит, когда они „cадятся" на близко расположенные мотивы. Изучение белок-белковых взаимодействий активно развивается, эксперименты в этой области дорогостоящие, поэтому наш алгоритм, обеспечивающий получение предварительных сведений о том, на какие белки стоит обратить внимание, будет востребован", - отметила заведующая лабораторией регуляции экспрессии генов и лабораторией эпигенетики стресса ФИЦ ИЦиГ СО РАН доктор биологических наук Татьяна Меркулова.

Новосибирские ученые получили патент на свою программу, она готова к практическому применению. В последние несколько лет появились и продолжают пополняться открытые базы, насчитывающие уже несколько десятков тысяч ChIP-seq экспериментов для разнообразных типов тканей, клеток и для разных белков-регуляторов. Алгоритм сибирских ученых может использоваться для поиска новых партнеров уже известных белков-регуляторов, ключевых для выполнения важных физиологических функций организма, например, иммунного ответа.

Работа выполнялась при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований

Учёные университета Фудань (Шанхай) и Чанчуньского института оптики, точной механики и физики при Китайской академии наук создали 500-Мп "супер-камеру", способную захватывать "тысячи лиц на стадионе в мельчайших деталях и генерировать данные о лицах для облака, находя конкретную цель в мгновение". С её помощью, используя облачный сервис на базе искусственного интеллекта, можно будет распознать в толпе любого человека.

В статье сообщившем о супер-камере ресурса Global Times отмечено, что система распознавания лиц была разработана с учётом национальной обороны, военной и общественной безопасности и что она будет использоваться на военных базах, объектах для запуска спутников и в охране границы для предотвращения проникновения на запретную территорию подозрительных лиц и объектов.

Также сообщается, что с помощью супер-камеры можно записывать видео с таким же сверхвысоким разрешением, что и фотографии, благодаря двум специальным чипам, разработанным той же командой учёных.

Эксперты предупреждают, что использование системы таких камер может повлечь за собой нарушение неприкосновенности частной жизни.

Ван Пэйцзи (Wang Peiji), доктор наук школы астронавтики при Харбинском технологическом институте, заявил ресурсу Global Times о том, что существующей системы наблюдения вполне достаточно для обеспечения общественной безопасности, отметив, что создание новой системы будет дорогостоящим проектом с не такими уж и значительными преимуществами.

На прошлой неделе отечественная наука тихо отпраздновала громкое событие: в России впервые заработал прототип квантового компьютера. Руководитель проекта физик Валерий Рязанов объяснил "Огоньку", как ловят атомы для квантовых вычислений, рассказал, из-за чего общество изменило отношение к науке, и предсказал смерть обычной электроники, заодно пообещав бесшумные самолеты и левитирующие поезда.

Один из первых российских квантовых компьютеров (он только что выполнил первый квантовый алгоритм - алгоритм Гровера) находится в здании Московского института стали и сплавов. Спустившись по запутанным коридорам в подвал, вы слышите умиротворяющее стрекотание - так работает охлаждающая система на базе гелия, погружающая квантовый компьютер в температуру лишь на несколько долей градуса выше абсолютного нуля. Большую часть помещений здесь занимает гигантский холодильник и система экранирования: кубиты - основа квантового компьютера - очень хрупкие и разрушаются от любого воздействия: от тепла, шума, пыли... Что касается самих, в целом привычных микросхем, то они расположены на блестящем чипе. Но главное, конечно, глазу не видно. Кубиты можно рассмотреть только в электронный микроскоп: их основные элементы имеют ширину всего 200 нанометров (1 нм равен одной миллиардной части метра), так что в диаметре одного человеческого волоса может поместиться около 500 таких элементов.

- Валерий Владимирович, ВЦИОМ выяснил, что 70% россиян не могут назвать ни одного достижения нашей науки за последние годы. То есть подавляющая часть населения ничего не знает про ваши прорывы на квантовом поприще. Обидно вам за российскую науку?

- Тут можно говорить про разные уровни обиды. В первую очередь, в обществе в целом изменилось отношение к науке. Конечно, во многом этому способствует самый доступный медиапродукт - телевидение, которое сегодня посвящает целые каналы лженауке. Но и сама наука иногда себя дискредитирует, когда появляются передачи, где ученые рассказывают, скажем, про исцеляющую силу углерода. В итоге эта вседозволенность царит на всех уровнях научного сообщества. Например, раньше всем было известно, кто хороший ученый, а кто плохой, кому можно доверять, а кому нет. Да и правительство, еще со времен атомного проекта, ориентировалось именно на оценку самого научного сообщества.

Сегодня же в науке работают совсем другие каналы поступления информации и методы принятия решений. И иногда руководителями важных профильных институтов становятся не реальные эксперты, а те, кто завел нужные знакомства с чиновниками.

Затем они приходят к нам в лабораторию и предлагают проекты, в которых собираются черпать энергию из ничего с прямым нарушением всех физических законов. Когда разговариваешь с такими людьми, понимаешь, что они, мягко говоря, некомпетентны...

- А как бы вы назвали этот этап в развитии науки по существу? Эпоха ядерной физики прошла. И какая настала?

- Нынешнее состояние физики называется эпохой второй квантовой революции. Первая произошла, когда открыли квантовую механику, добрались до атома и поняли, как взаимодействуют атомные силы. Это привело к появлению лазеров, транзисторов, ядерного оружия, а впоследствии - мобильной связи и интернета, светодиодных ламп и МРТ. А вот с конца XX века мир находится на пороге второй квантовой революции. И если во время первой основой технологий и приборов было управление коллективными квантовыми явлениями, то сейчас речь идет о способности управлять сложными квантовыми системами на уровне отдельных частиц, например атомов и фотонов. Тот же самый сверхпроводниковый кубит - основа современных квантовых компьютеров - это, по сути, рукотворный атом. Его особенность в том, что он может принимать не только состояния "0" или "1", как в обычном компьютере, но и множество "промежуточных", являющихся суперпозицией состояний "0" и "1". За счет этого вычисления в квантовом компьютере происходят в миллиарды раз быстрее, чем в обычном.

- Как же вы управляете отдельным атомом?

- Чтобы управлять, его нужно сначала поймать или изготовить искусственно. Ученые ловят атом в буквальном смысле - с помощью особых электромагнитных или оптических ловушек, а затем охлаждают с помощью лазера. На таких атомах или ионах основываются вполне естественные для квантовых вычислений подходы. Но тут возникает принципиальная сложность. Чтобы заработал обычный компьютер, должно взаимодействовать огромное количество элементов. Для работы квантового компьютера тоже нужно организовать взаимодействие, но как сделать так, чтобы начали управляемо взаимодействовать два атома? Мы считаем, что если двигаться по проторенной тропе использования естественных атомов, то квантовый компьютер создать будет трудно. Так что на первый план выходит реализуемый нами подход, связанный с использованием сверхпроводниковых наноструктур из "искусственных атомов". Таким образом, нужно заниматься не традиционными информационными технологиями и физикой, а новой наукой, то есть фундаментальной физикой искусственных квантовых систем. В квантовом компьютере как раз очень много физики.

- В этом году в России появилась дорожная карта развития квантовых технологий. Судя по ней, основным потребителем квантовых вычислений является государство - борьба с преступностью, оборонка, банкинг. В каких областях это еще актуально?

- Нынешний этап развития квантовых технологий тесно связан с программой Цифровой экономики, которую сейчас бурно обсуждают в правительстве. Я состою в нескольких комиссиях по направлениям квантовых технологий. Одно из них - квантовые коммуникации - сейчас решает задачу, как запустить одиночные фотоны через оптоволокно или открытое пространство, чтобы использовать их для телекоммуникаций. Это нужно для создания технологий самой надежной защиты при передаче данных. Защита основана на применении фундаментальных законов квантовой физики, которые невозможно обойти: подслушать такую линию невозможно в принципе, потому что, грубо говоря, при любой попытке это сделать фотон разрушится. Но пока технология с использованием оптоволокна работает лишь на очень небольших расстояниях, а в квантовых коммуникациях через открытое пространство, кстати, дальше всех продвинулись китайцы.

- А как же сам квантовый компьютер, который, как говорят, сможет открыть все существующие шифры?

- Вокруг квантового компьютера много легенд. В данном случае речь идет о квантовом алгоритме, дающем возможность быстро разлагать числа на простые множители. Обычный компьютер не может перебирать огромное количество комбинаций и "захлебывается" в случае, когда в числе более 5-7 множителей. А квантовый, который умеет использовать квантовый алгоритм Шора, в теории и впрямь может расшифровать любой традиционный код. Но в реальности уже существуют новые типы кодов, с которыми, возможно, квантовый компьютер и не справится.

Русский след

- Недавно на выступлении в МФТИ один ученый из Италии сказал: "В теоретической физике известен факт: если вы сталкиваетесь с проблемой, то ее, скорее всего, уже решили русские лет сорок назад". Можно ли такое сказать про квантовые технологии? Ведь большинство Нобелевских премий, которые получали наши физики, так или иначе связаны с квантовым направлением. Вы застали старую школу? И осталось ли от нее что-то сегодня?

- Я окончил физфак Казанского университета в 1975 году, защитив диплом на стыке ядерной физики и физики твердого тела. К последней, как известно, относится актуальное сегодня явление сверхпроводимости. Кто-то мне тогда рассказал о новом Институте физики твердого тела в Подмосковье. Я поехал в Черноголовку разговаривать с тогдашним директором академиком Юрием Осипьяном. В 36 лет он стал замом академика Георгия Курдюмова - одного из организаторов известного ЦНИИ чермета, заложившего основу советской металлургии, а в те годы также являющегося директором-организатором Института физики твердого тела. Кстати, именно Курдюмов в свое время разгадал секрет булатной стали, объяснив природу мартенсита - особой структуры сплавов, появляющейся при закаливании. Сам Осипьян был человеком с потрясающим кругозором, знакомый со всей плеядой блестящих физиков того времени. Так что не случайно именно его попросили стать директором нового института в Черноголовке, которая была сначала не лучшим местом.

- Почему?

- Она создавалась как взрывной полигон при Институте химической физики АН СССР, где активно занимались физикой горения и взрыва. И лишь потом Черноголовка стала большим научным центром Академии наук. В Институте физики твердого тела образовался совершенно замечательный набор ученых, куда я попал случайно. Мне довелось работать под руководством очень интересного человека Вадима Шмидта, сына Василия Шмидта - наркома труда в первом правительстве Ленина, которого расстреляли в 1938 году. То есть мой руководитель был сыном "врага народа".

- Непонятно, как его при этом взяли на работу.

- После школы его как раз никуда не брали, и он попал в Московский энергетический техникум, рассказывал, как голодной зимой студенты рубили топором замерзшую капусту и ели ее. Тем не менее затем он окончил МГУ, стал блестящим экспериментатором в Институте металлургии, откуда его выгнали, устроив позорное судилище: он подписал письмо в защиту кого-то из диссидентов. В итоге этот замечательный ученый три года был безработным, ходил на лекции будущего Нобелевского лауреата академика Виталия Гинзбурга и потом под его началом стал заниматься теорией сверхпроводимости. Вадим Шмидт опубликовал пионерские вещи и открыл новое важное направление в физике сверхпроводников. Именно под его руководством я неожиданно стал заниматься тем, из чего сейчас делают кубиты для квантового компьютера.

- Как сверхпроводимость связана с квантовыми технологиями?

- Сверхпроводимость лежит в основе многих квантовых эффектов. Это интересное явление было открыто еще в 1911 году. Оно связано со способностью некоторых материалов пропускать электрический ток без потерь. В обычном металле каждый электрон живет своей жизнью: он летит, ударяется о кристаллическую решетку, умирает и возрождается - эта система обеспечивает сопротивление. Однако в некоторых материалах при низкой температуре все электроны ведут себя как единая квантовомеханическая волна и двигаются без сопротивления - это и называется сверхпроводимостью. Температура, при которой материал переходит в сверхпроводящее состояние, зависит от электронной структуры материала. Надо признать, что ученые до сих пор до конца не могут описать, как именно это происходит, например, в высокотемпературных сверхпроводниках. Поэтому поиск таких проводников осуществляют почти методом "тыка".

- Видимо, по той же причине до сих пор не созданы сверхпроводники, работающие при комнатной температуре. Это же давняя мечта человечества...

- Я прекрасно помню, как мы вместе с Вадимом Васильевичем (Шмидтом.- "О") ходили на семинары разных умных людей, включая сотрудников Виталия Гинзбурга, которые считали, что сверхпроводимость нельзя получить при температуре выше 30 градусов Кельвина (-243 градуса Цельсия.- "О"). Но природа все устроила намного мудрее, и оказалось, что этот барьер все-таки можно переступить. В 1980-х открыли высокотемпературную сверхпроводимость. Правда, температура сверхпроводящего перехода все еще далека от комнатной: самая высокая температура для сверхпроводимости составляет около -70 градусов Цельсия для сульфида водорода при чрезвычайно высоком давлении. При нормальном давлении верхний предел где-то около -140 градусов.

- В итоге с момента открытия сверхпроводимости прошло больше века, но реально сверхпроводники научились применять только в МРТ, где используют сверхпроводящие магниты?

- Не только. Их применяют при строительстве коллайдеров, в энергетике - уже построены первые пробные линии электропередачи из сверхпроводящих кабелей в США, ФРГ и Дании. В Японии вот уже 15 лет испытывают поезда на магнитной подушке, которые могут развивать скорость 580 километров в час. Но пока все это хлопотно и очень дорого. Кроме того, в обществе есть своего рода криофобия, то есть страх перед проблемами, связанными с охлаждением до температур ниже точки сверхпроводящего перехода.

Фото: Евгений Гурко, Коммерсантъ

- А насколько оправдан страх, что закончится гелий-3, которым охлаждают квантовые кубиты? На Земле он ведь почти не встречается, а добывать из трития - проблематично. Пишут, что у России и США есть некоторые его запасы, но они подходят к концу.

- Для охлаждения квантовых систем гелия-3 нужно не так много. А в других случаях для охлаждения используют менее дорогой гелий-4 и жидкий азот.

- Airbus, как известно, планирует создать бесшумный полностью электрический гражданский самолет со сверхпроводящим мотором к 2050 году. Это реально?

- Это вполне реальные проекты, связанные с применением сверхпроводящей керамики, которая, как известно, легче, чем металл. Но тут встает вопрос о том, чтобы перейти от лабораторных образцов к жизни. В авиапромышленности это происходит очень не скоро. У нас в России, к слову, тоже кое-что делается в этом направлении. Например, в МАИ недавно был испытан мощный электрический двигатель с применением сверхпроводящих материалов. В будущем, наверное, такие моторы могут стать альтернативой реактивным, которые наносят вред окружающей среде и являются источниками повышенного шума. Правда, внедрить эти инновации в нашей стране крайне сложно: вкладываться в будущее, к сожалению, сегодня не модно. Все хотят получить прибыль завтра.

- Говорят об использовании сверхпроводимости для размагничивания боевых кораблей. Такое реально?

- Почему нет? Военные корабли размагничивают перед выходом в море, чтобы снять электромагнитное поле корабля, улучшить работу навигации и защитить от наведения высокоточных систем оружия. Есть, конечно, суда из немагнитных материалов, например, из латуни, но в основном их применяют для геофизических исследований. Только они настолько дорогие, что у военных на них денег не хватит. Так что идеи включать какие-то варианты модификации на основе сверхпроводимости, как в случае с самолетами, так и с кораблями, здравые.

Ускользающий кубит

Фото: Евгений Гурко, Коммерсантъ

- Каким образом ваш интерес к сверхпроводимости вылился в работу над квантовым компьютером?

- Явление сверхпроводимости было открыто в начале ХХ века, а вот сверхпроводниковая электроника зародилась только в 1960-е после открытия эффекта Джозефсона: английский физик Брайан Джозефсон догадался, что два сверхпроводящих слоя, разделенные прослойкой изолятора толщиной в несколько атомов, будут вести себя как единая система. Применив к такой системе принципы квантовой механики, он показал, что электроны проходят через диэлектрик без сопротивления благодаря особому туннельному эффекту. Вскоре предсказание Джозефсона подтвердилось экспериментально. Возможно, что именно важное прикладное значение эффекта - вплоть до возможности его применения для разработки искусственного интеллекта - вскоре "переключило" Джозефсона на исследования человеческого разума.

- После получения Нобелевской премии он вообще занялся парапсихологией.

- Тем не менее джозефсоновские переходы - базовый элемент современной сверхпроводящей электроники. Открытие эффекта Джозефсона привело к созданию СКВИДов (Superconducting Quantum Interference Device, сверхпроводящих квантовых интерферометров). Фактически эти устройства представляют собой сверхчувствительные магнитометры. Именно с них мы начали в 1980-е Черноголовке.

- Можно в паре слов объяснить, что это такое?

- Вообще магнитометр - это прибор, который, например, применяется для изучения магнитного поля Земли или поиска скрытых предметов, руд. По принципу действия напоминает металлоискатель, только реагирует на слабомагнитные металлические объекты и крупные неметаллические магнетики, имеющим собственное остаточное поле. В США, например, была программа "Rock magnetic": ученые летали с таким магнитометром над разломами Большого каньона и предсказывали землетрясения, поскольку сдвиги коры приводят к механическим напряжениям и изменениям магнитного поля. Одно из новых направлений связано с медициной: благодаря чувствительным магнитометрам делают магнитокардиограммы, а также энцефалограммы. По информативности они, наверное, не сильно богаче электрокардиограмм, зато позволяют исследовать, например, сердце плода в чреве матери, так как вычленяют тихий локальный сигнал.

- В произведениях фантастов с помощью квантовых интерферометров можно читать мысли и записывать воспоминания на флешку. Вспомнилось об этом, когда недавно "Росатом" представил прибор для выявления центров желаний в мозге как раз на основе подобных технологий.

- По поводу центра желаний ничего сказать не могу, но вообще нейрофизиологи проводят с помощью таких приборов очень тонкие исследования, которые позволяют определить, из какой зоны головного мозга идет аномальное возбуждение при эпилепсии. Это очень перспективное направление, так как магнитные поля, излучаемые головным мозгом, в миллионы раз слабее магнитного поля Земли и потому могут быть зарегистрированы только с помощью приборов на основе сверхпроводников. Однако пока они крайне дороги (стоят 1-1,5 млн долларов.- "О"), для их работы требуется, чтобы датчики, джозефсоновские контакты, находились в сверхпроводящем состоянии. А это означает, что должна работать сложная и дорогая криогенная система.

- В 80-е вы делали первые в стране джозефсоновские переходы, что они собой представляли?

- Тогда мы их делали по довольно грубой технологии с помощью прокатного стана. Прокладывали между пластинками сверхпроводника тантала фольгу из меди и засовывали в вакуумный пресс. Получили "рекордную" толщину нормального металлического слоя, проводящую джозефсоновский ток (до 50 мкм). Для того чтобы мерить такие системы, нужна очень большая чувствительность по электрическому напряжению, поэтому на основе своего магнитометра и мостовой схемы (мостик Уинстона) мы сделали измерительный прибор пиковольтметр ("пико" - одна триллионная часть.- "О").

- За эти работы вы получили престижную по тем меркам премию Ленинского комсомола с формулировкой "за выдающиеся достижения в области науки и техники".

- Да, мы наблюдали "термоэлектрический аналог эффекта Джозефсона". Это была почетная премия, но небольшая, поэтому мы в тот же день пошли отметить это событие в ресторан "Славянский базар", где она и осталась. Премию, кстати, получил целый коллектив за несколько различных эффектов, где было несколько людей, которые потом сыграли большую роль в развитии сверхпроводниковой электроники, например, замечательный физик-теоретик Александр Буздин, который сейчас работает в Бордо и с которым мы сотрудничаем. С ним мы сделали другую интересную работу, связанную с сосуществованием ферромагнетизма и сверхпроводимости. Это достаточно смелая идея, потому что эти два явления с точки зрения физики настоящие "враги". Мы придумали делать особые слоистые структуры из таких различных материалов, они теперь используются в сверхпроводящей электронике и квантовых технологиях.

В 1990-е я стал заведующим лабораторией сверхпроводимости в ИФТТ в Черноголовке, там мы воспитали много совершенно замечательных ребят, которые почти все съехали за границу. С ними, кстати, мы не поссорились, а наоборот, всегда поддерживали очень хорошие научные и личные отношения. Именно благодаря этому я стал заниматься созданием квантовых структур - кубитов. Прежде всего этому способствовал мой бывший ученик Алексей Устинов, который работал сначала в Италии и Дании, а потом в Германии (сейчас - директор Института физики в Карлсруэ и одновременно сотрудник Российского квантового центра и НИТУ "МИСиС".- "О"). В итоге, когда в 2016-м благодаря Фонду перспективных исследований возник проект по разработке технологии обработки информации на основе сверхпроводниковых кубитов, оказалось, что я один из немногих ученых, занятых этой темой, который постоянно проживает в России.

Фото: Евгений Гурко, Коммерсантъ

- Почему, кстати?

- Сейчас это не очень модно произносить, но я, наверное, патриот. Есть замечательные места в мире, отличные лаборатории для работы, и нужно обязательно всюду ездить и общаться, но я очень радуюсь, когда люди возвращаются обратно в Россию. Так получилось, что квантовая тема сегодня собрала в России много замечательных умов, которые когда-то уехали из страны.

- А как вы оказались мэром Черноголовки? Тоже патриотизм?

- Эта идея стихийно возникла в годы перестройки среди ученых Черноголовки. Мы решили тогда, что городом должны управлять честные люди, имеющие отношение к науке. Договорились: будем занимать пост мэра по очереди один год. Я был первым и, к сожалению, последним. Года хватило, чтобы понять, насколько политика - грязное дело. За мной мэром стал некий управленец, к науке отношения не имеющий, который испортил весь наш идеальный план. Больше мы в эти игры не играли. А вместо нас в политику пришли олигархи.

- Вернемся к физике. Выходит, в 2016-м вам предстояло сделать квантовый кубит с нуля. И что удалось на настоящий момент?

- Мы, а это несколько взаимодействующих команд из семи институтов, разработали технологию создания сверхпроводящих однокубитных и двухкубитных схем и прототипа небольшого квантового процессора. Продемонстрировали однокубитные и двухкубитные квантовые логические операции, позволяющие создавать квантовую запутанность. При этом точность однокубитных операций превысила 99 процентов, точность двухкубитных - 90 процентов, что позволило продемонстрировать на двухкубитной схеме настоящий квантовый алгоритм Гровера - решение задачи перебора (это и сделал компьютер в МИСиС - "О"). Алгоритм Гровера является основой для создания сверхбыстрых баз данных, работающих с огромными массивами данных и способных в считанные мгновения находить в них нужную информацию. Первый кубит, который мы сделали в 2016-м, жил менее одной микросекунды. А сейчас - порядка 50 микросекунд. На самом деле эта величина близка к той, которая сегодня достигнута в мире в реально используемых "пробных" процессорах, так что мы за три года сделали то, что в других странах создавали около двух десятков лет.

- Сколько нужно кубитов для полноценного квантового компьютера?

- Чтобы продемонстрировать реальное квантовое превосходство, надо собрать несколько десятков кубитов. Но проблема в том, что уже 30-50 кубитов обеспечивают такие решения, которые невозможно проверить на самом мощном современном компьютере. Сейчас Google представил 72-кубитный компьютер, для доказательства "квантового превосходства" им приходится делить всю структуру на небольшие кластеры, вычисления на которых возможно проверить на обычном мощном компьютере. Поэтому мы поставили для себя задачу остановится на том пределе, который проверяется на обычных самых мощных компьютерах, то есть примерно 20-30 кубитов. Это можно будет использовать для выполнения реальных задач, связанных с поиском новых материалов, в частности, для атомной промышленности.

- В этом году IBM впервые в мире открыла коммерческий доступ через облачный сервис к квантовому компьютеру IBM Q, который находится в штаб-квартире компании в Нью-Йорке. Что он собой представляет? 

- В IBM создана такая 20-кубитная система, в которой кубиты имеют времена жизни несколько большие, чем 50 микросекунд. Ребята из нашей лаборатории пытались использовать этот сервис для вычислений в области материаловедения, но пока, надо признать, все работает довольно неважно. По крайней мере, эмуляция на обычном компьютере дает более точные результаты.

Охладить цифру

- Создание технологии с нуля впечатляет, правда, вы сказали, что создание квантового компьютера затягивается. Также известно, что развитие обычных компьютеров тоже заходит в тупик: делать все более мощную технику трудно. Где же выход?

- Это так, но на деле сегодня существует довольно много разных альтернативных нарождающихся "электроник": молекулярная электроника, одноэлектроника и так далее. На мой взгляд, самая перспективная среди них - цифровая сверхпроводящая электроника.

И здесь Россия могла бы не догонять весь остальной мир, как нам приходится делать в квантовых технологиях, а стать первой.

- Почему именно в этом направлении?

- Впервые о такой электронике заговорили в 1980-х у нас в стране. Это был профессор Константин Лихарев из МГУ, который затем переехал в США в Университет Стоуни-Брук. В России тоже осталось несколько групп, которые этим занимаются.

- В чем ее смысл, преимущества и недостатки?

- Суть очень проста: если в обычном компьютере в состояние нуля или единицы переключается транзистор, то здесь в качестве переключателя используются сверхпроводящие элементы. Сначала использовались элементы, которые в состоянии "ноль" находились в сверхпроводящем состоянии, а в состоянии "единица" происходили в состояние, где есть какое-то сопротивление. Лихарев с сотрудниками предложил куда более изящную сверхпроводящую электронику - так называемую одноквантовую логику (Rapid Single Flux Quantum), которая оперирует не с переключениями, а с квантами магнитного потока.

Сверхпроводящие системы потребляют очень мало энергии, и они очень быстрые, можно даже сказать самые быстрые. Например, на стандартном сверхпроводящем элементе ниобии можно сделать электронику с тактовой частотой (мощностью вычислений.- "О") в сотни гигагерц. При этом самые мощные современные компьютеры работают с единицами гигагерц. Кстати, несколько лет назад нас звали участвовать в разработке джозефсоновской магнитной памяти для сверхпроводящего процессора в рамках американской программы, но так как заказ был связан с национальными интересами США, участие русских отменили.

- И кто занимается такой электроникой в мире?

- Очень сильно в этом направлении продвинулись японцы, есть две-три сильные группы в Европе. В США действует национальная программа С3 (Cryogenic Computing Complexity, IARPA), задачей которой является не столько создание сверхпроводникового вычислителя, сколько разработка и предложение приемлемой архитектуры для производства сверхпроводниковых суперкомпьютеров.

- А в России?

- В России это пока в основном лабораторные исследования. Не так давно наконец-то появилась отдельная лаборатория в головном предприятии "Росатома", где будут заниматься как фундаментальной наукой, так и разработкой реальных устройств.

- Вы не сказали о недостатках этой электроники, почему же она остается альтернативной?

- Технические недостатки понятны - пока она громоздкая и требует критически низких температур. Но это в данном случае не главное. Речь идет не об изобретении очередного устройства, а о смене всей концепции развития технологии электроники в стране. Это нам объяснили, когда мы пытались рассказать о своих идеях наверху. За привычной полупроводниковой электроникой стоит огромное количество производств, чьих-то интересов и миллионных вложений, так что на смену концепции может уйти не одно десятилетие. Но что сама смена произойдет, у нас сомнений не вызывает.

У воронежских фермеров появились помощники. Раньше о таких можно было только мечтать: выносливые, работящие, есть не просят, не устают. Это интеллектуальные машины, созданные специально для работы в сельском хозяйстве. Инновационный метод "точного урожая" только начали внедрять в регионе, а показатели уже увеличились вдвое.

Сев озимых на автопилоте: механизаторы берутся за руль, только когда задают направление движения по полю, затем их задача - следить за работой оборудования. Искусственный интеллект помогает исключить человеческие ошибки: сначала считает сколько нужно посеять, к примеру, 5 млн зерен на гектар, потом анализирует качество работы.

Ожидается, что уже в следующем месяце компания Intel представит новое поколение настольных процессоров, в том числе и производительные решения сегмента HEDT - Cascade Lake-X. И один из представителей данного семейства, а именно Core i9-10900X, был протестирован в бенчмарке Geekbench, за счёт чего стали известны его характеристики.

Процессор Intel Core i9-10900X был протестирован в составе системы Dell Precision 5820 Tower X-Series, построенной на материнской плате с процессорным разъёмом LGA 2066 и чипсетом Intel X299. Это в очередной раз подтверждает, что новое поколение HEDT-процессоров Intel сохранит совместимость с актуальной платформой. Конечно же, нужно будет обновить BIOS.

Собственно, и с точки зрения характеристик каких-либо значительных изменений не предвидится. Процессор Core i9-10900X, как и его предшественник Core i9-9900X, обладает 10 ядрами, 20 потоками и 19,25 Мбайт кеш-памяти третьего уровня. Даже тактовые частоты, согласно Geekbench, не поменялись - базовая равна 3,5 ГГц, тогда как максимальная Boost-частота достигла 4,4 ГГц.

Вероятнее всего, здесь был протестирован инженерный образец Core i9-10900X, и у финальной версии чипа частоты будут хотя бы чуть-чуть выше. На значительный прирост рассчитывать не приходится, ведь "новинки" будут выполнены по старому доброму 14-нм техпроцессу, который был в очередной раз улучшен.

Ключевым отличием процессоров Cascade Lake от предшественников являются аппаратные "заплатки", защищающие от уязвимостей Meltdown и Spectre. Кроме того, по предварительным данным, у новых чипов число линий PCIe 3.0 вырастет с 44 до 48, что позволит подключать немного больше устройств.

Пулерассеивающее ограждение "МАХАОН-Практика" может остановить не только пистолетную, но и автоматную пулю.

Телеканал "Звезда" публикует кадры испытаний пулерассеивающего ограждения "МАХАОН-Практика", которое используется в том числе на авиабазе Хмеймим.

Заграждение предназначено для создания рубежа охраны на особо важных объектах с высокой вероятностью террористической угрозы.

Эффективность пулерассеивающего заграждения "МАХАОН-Практика" подтверждена результатами испытаний. Прицельная стрельба велась по мишеням, установленными за образцами. Вероятность попадания пули в цель составила не более 5%.

Также во время съемок программы ограждение было обстреляно из пистолета Макарова, автомата Калашникова и снайперской винтовки Драгунова с различных точек относительно плоскости конструкций.

О результатах испытаний смотрите в программе "Военная приемка" в это воскресенье, в 09:55 утра

Ученые из Соединенных Штатов Америки и Японии создали инновационный способ быстрого размораживания обледеневших поверхностей. Новая технология требует в сто раз меньше энергии и в тысячи раз меньше времени, чем традиционные методики для борьбы с обледенением. Инновации посвящен материал, опубликованный в издании Applied Physics Letters.

Традиционные способы борьбы с обледенением основаны на воздействии на лед по всей его поверхности. Новая технология направлена на зону контакта двух сред. В итоге подтаявший лед просто отваливается от поверхности и освобождает ее.

Исследователи говорят, что поиск новых способов избавления от льдаосуществлялся в первую очередь по энергетическим причинам - обычные способы размораживания требуют слишком много энергии. Плюс, существующие методы разморозки являются не очень быстрыми.

"Энергия обычно тратится на нагрев поверхности, а не льда. Соответственно, мы подумали, что если подавать мощные электрические импульсы непосредственно на границу сред, то будет создаваться тонкий слой воды, который, тем не менее, эффективно отделит лед от поверхности. Так и получилось. Конечно, наш метод в некоторой степени ограничен геометрией поверхности, но он в любом случае дешевле и быстрее, чем обычные способы борьбы с наледью", - рассказывает Ненад Милькович из Иллинойского университета.

Основатель Alibaba и миллиардер Джек Ма, совсем недавно выступавший за культуру сверхурочной работы в Китае, считает, что скоро компании перейдут на 12-часовую рабочую неделю. Это им поможет сделать развитие искусственного интеллекта (ИИ), пишет Bloomberg со ссылкой на заявление бизнесмена на Всемирной конференции по ИИ в Шанхае.

По словам Ма, в скором времени за счет технологических достижений и реформы системы образования людям нужно будет работать всего три дня в неделю по четыре часа в день. Предприниматель отметил, что действующая система образования давно устарела, и недалек тот день, когда машины заменят сотрудников в некоторых сферах деятельности. Например, в тех, где необходимы хорошая память и способность выполнять повторяющиеся действия.

"В течение следующих 10-20 лет каждый человек, страна и правительство должны сосредоточиться на реформировании системы образования, чтобы наши дети могли найти работу, которая требует только трех дней в неделю и четырех часов в день. Если мы не изменим текущую систему образования, у всех нас будут проблемы", - сказал Ма.

В качестве примера того, как научный прогресс в прошлом уже помог освободить людям время для отдыха, миллиардер назвал открытие электричества. "Теперь у людей есть время, чтобы пойти вечером в караоке или на танцы. Я считаю, что благодаря ИИ у людей будет больше времени, чтобы наслаждаться радостями жизни", - полагает Ма.

Бизнесмен также подчеркнул, что его не волнует возможное сокращение рабочих мест. По мнению Ма, ИИ поможет людям, а не лишит их заработка. "У компьютеров есть только чипы, а у людей - сердце. Мудрость приходит из сердца", - заметил он.

С убеждениями китайского предпринимателя согласился и учредитель Tesla Илон Маск, который тоже выступал на конференции в Шанхае. Во время лекции он не забыл упомянуть свой стартап Neuralink, создающий технологии для соединения мозга с компьютером. "Сегодняшнее образование дает низкую производительность, процесс обучения слишком медленный, а лекции неэффективны. В будущем с Neuralink вы сможете просто загрузить любые данные мгновенно, эта технология будет похожа на Матрицу".

В апреле Джек Ма выступил в защиту культуры сверхурочной работы, которая распространена во многих китайских интернет-компаниях, в том числе в Alibaba (NYSE:BABA). "Я думаю, что возможность работать с девяти утра до девяти вечера шесть дней в неделю - это благословение. В нашем мире каждый мечтает об успехе, хорошей жизни и уважении окружающих. Но позвольте спросить, как вы добьетесь желаемого, если не будете тратить больше времени и энергии, чем остальные?", - заявил бизнесмен.

Ма добавил, что желающие устроиться в Alibaba должны быть готовы работать по 12 часов в день. "Нам не нужны те, кто рассчитывает на комфортный восьмичасовой рабочий день", - заключил он.

Первоисточник: Jack Ma Says 12-Hour Work Week Could Be the Norm By Lulu Yilun Chen 29 августа 2019 г., 07:18 GMT+3 Updated on 29 августа 2019 г., 08:47 GMT+3